>今天了解一下 ArrayList 的扩容机制。 ### 1. 先看下 ArrayList 的构造方法，有三种 （1）带初始容量参数的构造函数，用户可以自己定义容量 （2）默认构造函数，使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造) （3）构造包含指定collection元素的列表，这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回 源码如下： ```java /** * 默认初始化大小，10 */ private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; /** * 用于空实例的共享空数组实例 */ private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * 用于默认大小的空实例的共享空数组实例。我们将其与空的元素数据区分开来，以了解添加第一个元素时要添加多少 */ private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /** * ArrayList 的大小 */ private int size; /** * 带初始容量参数的构造函数。（用户自己指定容量） * * @param initialCapacity the initial capacity of the list * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity * is negative */ public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } /** * 默认构造函数，使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造) */ public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } /** * 构造包含指定collection元素的列表，这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回 *如果指定的集合为null，throws NullPointerException。 * * @param c the collection whose elements are to be placed into this list * @throws NullPointerException if the specified collection is null */ public ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } } ``` ### 2. 通过源码分析 ArrayList 的扩容机制 通过以上，可以发现**以无参数构造方法创建 ArrayList 时，实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正对数组进行添加元素操作时，才真正分配容量。即向数组中添加第一个元素时，数组容量扩为10** 接下来分析一下添加元素和扩容的过程。 当调用add(E e)方法进行添加元素时，首先会调用 ensureCapacityInternal f方法 ```java /** * 将指定的元素追加到此列表的末尾 */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // 增加 modCount!! elementData[size++] = e; return true; } ``` 分析 ensureCapacityInternal 方法，当添加第一个元素时，size为0，得到minCapacity为1，判断数组的数据是不是空，如果是空将传进来的值和默认大小值进行比较，获取两个的最大值，当前可以得到 minCapacity变为10。然后再执行 ensureExplicitCapacity 方法，判断是否需要扩容。 ```java /** * 得到最小扩容量 * @param minCapacity */ private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { // 获取默认容量和传进来参数的最大值 minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } ensureExplicitCapacity(minCapacity); } ``` 当插入的是第一个元素时，elementData.length为0，此时minCapacity为10，10>0，需要进行扩容，执行grow方法，扩展后的容量为10。 当插入的是第2至第10个元素时，minCapacity - elementData.length > 0 就不会成立，不会执行grow扩容操作，当到了第11个元素的时候就会开始扩容。 ```java /** * 判断是否需要扩容 * @param minCapacity */ private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // 当要插入的元素下标索引超过原有长度时，进行扩容 if (minCapacity - elementData.length > 0) // 进行扩容 grow(minCapacity); } ``` 当插入的是第一个元素时，minCapacity为10，此时elementData.length=0，故 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); 计算后得到的值还是0；所以 newCapacity - minCapacity < 0 成立，newCapacity = minCapacity;第一次扩容的容量为10。 扩容的机制如下： 首先获取数组的旧容量，然后计算新容量的值，计算使用位运算，将其扩容至原来的1.5倍。 得到新容量的值后，校验扩容后的容量是否大于需要的容量，如果小于，则把最小需要容量当作扩容后的新容量。并确保扩容后的容量不超过数组能设置的最大大小值。 最后将老数组的数据复制到新的数组中。 ```java /** * 数组的最大大小分配。 */ private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; /** * 增加容量，以确保它至少可以容纳指定的元素数。（扩容核心） * * @param minCapacity the desired minimum capacity */ private void grow(int minCapacity) { // 获取旧容量 int oldCapacity = elementData.length; // 使用位运算，扩容1.5倍，得到新容量 // >> 1 等价于 /2 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 校验扩容后的容量是否大于需要的容量，如果小于，则把最小需要容量当作扩容后的新容量 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; // 确保扩容后的容量不超过数组能设置的最大大小值 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); // 如果新容量大于最大容量，则新容量为 Integer.MAX_VALUE；否则为 Integer.MAX_VALUE - 8 return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; } ``` 画了个图，不是很准确，大概可以看  参考： - https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/java/collection/ArrayList-Grow.md