Java源码解读之util.ArrayList

2019-11-18 15:46:27

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供稿：网友

　　ArrayList是List接口的一个可变长数组实现。实现了所有List接口的操作，并答应存储null值。除了没有进行同步，ArrayList基本等同于Vector。在Vector中几乎对所有的方法都进行了同步，但ArrayList仅对writeObject和readObject进行了同步，其它比如add(Object)、remove(int)等都没有同步。

　　1.存储

　　ArrayList使用一个Object的数组存储元素。

PRivate transient Object elementData[];
　　ArrayList实现了java.io.Serializable接口，这儿的transient标示这个属性不需要自动序列化。下面会在writeObject()方法中具体讲解为什么要这样作。

　　2.add和remove

public boolean add(Object o)
{
　ensureCapacity(size + 1);
　// Increments modCount!! elementData[size++] = o;
　return true;
}
　　注重这儿的ensureCapacity()方法，它的作用是保证elementData数组的长度可以容纳一个新元素。在“自动变长机制”中将具体讲解。

public Object remove(int index)
{
　RangeCheck(index);
　modCount++;
　Object oldValue = elementData[index];
　int numMoved = size - index - 1;
　if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved);
　elementData[--size] = null; // Let gc do its work return oldValue;
}
　　RangeCheck()的作用是进行边界检查。由于ArrayList采用一个对象数组存储元素，所以在删除一个元素时需要把后面的元素前移。删除一个元素时只是把该元素在elementData数组中的引用置为null，具体的对象的销毁由垃圾收集器负责。

　　modCount的作用将在下面的“iterator()中的同步”中说明。

　　注：在前移时使用了System提供的一个实用方法：arraycopy()，在本例中可以看出System.arraycopy()方法可以对同一个数组进行操作，这个方法是一个native方法，假如对同一个数组进行操作时，会首先把从源部分拷贝到一个临时数组，在把临时数组的元素拷贝到目标位置。

　　3.自动变长机制

　　在实例化一个ArrayList时，你可以指定一个初始容量。这个容量就是elementData数组的初始长度。假如你使用：

ArrayList list = new ArrayList();
　　则使用缺省的容量：10。

public ArrayList() { this(10); }
　　ArrayList提供了四种add()方法，

public boolean add(Object o)

public void add(int index, Object element)

public boolean addAll(Collection c)

public boolean addAll(int index, Collection c)
　　在每一种add()方法中，都首先调用了一个ensureCapacity(int miniCapacity)方法，这个方法保证elementData数组的长度不小于miniCapacity。ArrayList的自动变长机制就是在这个方法中实现的。

public void ensureCapacity(int minCapacity)
{ modCount++;
　int oldCapacity = elementData.length;
　if (minCapacity > oldCapacity)
　{
　　Object oldData[] = elementData;
　　int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
　　if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity;
　　elementData = new Object[newCapacity];
　　System.arraycopy(oldData, 0, elementData, 0, size);
　 }
}
　　从这个方法实现中可以看出ArrayList每次扩容，都扩大到原来大小的1.5倍。

　　每种add()方法的实现都大同小异，下面给出add(Object)方法的实现：

public boolean add(Object o)
{
　ensureCapacity(size + 1);
　// Increments modCount!! elementData[size++] = o;
　return true;
}

　　4.iterator()中的同步

　　在父类AbstractList中定义了一个int型的属性：modCount，记录了ArrayList结构性变化的次数。

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