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标题: JDK发展记2：ArrayList常用方法源码探索（上） [打印本页]

作者: 繁茂FM 时间: 2021-10-15 16:40
标题: JDK发展记2：ArrayList常用方法源码探索（上）

上一节信赖你不但学会ArrayList构造函数的知识，更学会了先脉络后细节、连蒙带猜的思想。在之后的几节中，你将学会ArrayList常用方法的源码原理。学完之后，你将不会再被ArrayList的面试题问倒了，更可以得心应手的利用ArrayList。
今天这一节，你紧张可以学到以下几点：

ArrayList扩容原理
影响ArrayList性能的根本原因是什么
学会新的源码阅读思想和方法

让我们开始吧！
ArrayList第一次调用add方法发生了什么？

首先你要修改下上一节之前的Demo，修改如下：
import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class ArrayListDemo { public static void main(String[] args) { //默认大小是0 List hostList = new ArrayList(); hostList.add("host1"); }}上面代码，假设你通过add方法向hostList添加了1个host主机地址。ArrayList第一次调用add方法发生了什么？
你可以点击进去，看到如下代码清单：
/** * Appends the specified element to the end of this list. * * @param e element to be appended to this list * @return true (as specified by {@link Collection#add}) */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }看之前，我又要多说两句，源码的注释和方法名，有时候能资助你了解这个方法大致的作用。这是很关键的一点。好比注释的意思是add方法是追加一个具体的元素到list的末尾；方法名ensureCapacityInternal，是确保内部容量的意思。看过之后，你应该可以猜到这方法大致是确认容量相关的，可能是判断容量能否添加元素用的。
还要注意的是，你看一个方法的时候，不要着急直接从第一个行就开始看，也是先根据注释和方法名有一个大概的认识后，你需要看下整个方法的结构之后再开始。好比调用了哪些其他方法，有几个for循环或if结构。就像这个add方法，他紧张有2步，第一步是调用了一个方法，应该是确保内部容量是否够添加元素，第二步是一个数组根本赋值操作并且size++一下。
如下图所示：

ArrayList的数组大小为0也能可以添加元素？

接着当你知道了整个方法的脉络，你再来看下细节，先看第一步：ensureCapacityInternal()。
这个方法入参是size + 1，size之前说你应该看到过，就是一个成员变量int size。它的默认值是0，所以size+1后，这个方法的实参就是1，那么形参minCapacity的值就是1。（实参就是传入方法实际的值，形参就是方法括号中利用的参数名）。可以看到ensureCapacityInternal的代码清单如下：
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}接着你可以看到这里又调用了calculateCapacity方法和ensureExplicitCapacity方法。我们先进入calculateCapacity看下，你可以记下它的实参是minCapacity=1，elementData还记得么？是ArrayList核心的那个成员变量Object[]数组。calculateCapacity代码如下：
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};transient Object[] elementData; private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } return minCapacity; }这里你可以看熟悉的两个成员变量:
elementData和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。
在ArrayList无参构造函数的时候就看到过。第一次调用add方法的时候，它们俩的引用地址和值都是应该一样的，因为在构造函数中有过这么一句话this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
所以这里进入第一个if条件，然后利用DEFAULT_CAPACITY和minCapacity作比力，可以看到DEFAULT_CAPACITY这个变量的值是10，也就是说这里Math.max操作后会返回10。
到这里你可以在完善下之前画的图，就会酿成如下所示：

也就是说calculateCapacity返回后，回到ensureCapacityInternal这个方法，会传入ensureExplicitCapacity的实参是10，因为calculateCapacity(elementData, minCapacity)= 10。
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}接着你又会进入ensureExplicitCapacity方法，看到如下代码:
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }此时形参minCapacity也就是刚才传入的10，你可以从名字上看这个方法，ensureExplicitCapacity意思是确保准确的容量的意思。还是先看下方法的脉络，第一行有一个modCount++,之后你可以看到一行代码注释，overflow-consciouscode意思是说具有溢出意思的代码，之后有一个if条件，满足会进入grow方法。
到这里你可以连蒙带猜下，这里的grow方法，是不是就是说容量不够，会举行增长，也就是扩容呢？
因为我们知道，无参构造函数创建的ArrayList大小默认是一个为0的Object[]数组elementdata。而且elementdata.length肯定是0，难道也能添加元素么？肯定是不可以的。
接着我们逐行看下，第一行的modCount似乎不太知道是什么，你可以点击下它，看到它是一个成员变量，而且有一大堆注释，似乎也没看懂什么意思。所以这里要告诉大家另一个看源码的思想了：抓大放小。好比这里看上去modeCount和添加操作没啥关系，就先跳过！（实在这个modCount是并发操作ArrayList时，fail-fast机制的实现,下一节我会讲到的）
现在实行代码如下图所示：

ArrayList第一次添加元素会扩容么？

你接着往下看，很明显，minCapacity=10，elementData这个空数组length肯定是0。所以10-0>0，会满足if条件，进入grow方法，它的实参是10。它的代码清单如下:
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; 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); }grow方法形参minCapacity的值是10，你进入这个grow方法后，从脉络上来看，有两个if分支，有两个局部变量oldCapacity和newCapacity，另有一步elementData通过Arrays.copyOf方法的赋值操作。
而且oldCapacity应该是0，因为我们知道elementData数组是空的。接着你会看到一句：intnewCapacity = oldCapacity +(oldCapacity >> 1);
这句话是什么意思呢？实在就是oldCapacity右位移1位。如果你还记得盘算机底子中的话，右移一位，有点雷同于除以2，底层是二进制的运算而已。这里可以举个例子：
好比oldCapacity=10，如果先左移1，就是乘以2，在右移 1就是除以2，如下所示：

那么int newCapacity = oldCapacity +(oldCapacity >> 1); 实在这句话的意思就是在原有大小底子上增加一半大小。
但是由于oldCapacity=0，所以增加一半大小,newCapacity=**0+0>>1=0+0=0**。

而此时minCapacity=10。这样就会进入第一个if条件，因为newCapacity - minCapacity < 0，<strong>即0-10

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