一、結(jié)論先行
ArrayList在JDK1.8與JDK1.7底層區(qū)別
JDK1.7：ArrayList像餓漢式，直接創(chuàng)建一個初始容量為10的數(shù)組，當(dāng)數(shù)組的長度不能容下所添加的內(nèi)容時候，數(shù)組會擴(kuò)容至原大小的1.5倍
JDK1.8：ArrayList像懶漢式，一開始創(chuàng)建一個長度為0的數(shù)組，當(dāng)添加第一個元素時再創(chuàng)建一個始容量為10的數(shù)組，當(dāng)數(shù)組的長度不能容下所添加的內(nèi)容時候，數(shù)組會擴(kuò)容至原大小的1.5倍
二、JDK1.8 ArrayList源碼分析
1、ArrayList 屬性
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/** * 默認(rèn)容量的大小 */private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;/** * 空數(shù)組常量 */private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};/** * 默認(rèn)的空數(shù)組常量，我們將其與EMPTY_ELEMENTDATA區(qū)分開來， * 以便知道添加第一個元素時需要膨脹多少 */private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};/** * 存放元素的數(shù)組，從這可以發(fā)現(xiàn)ArrayList的底層實現(xiàn)就是一個Object數(shù)組 */transient Object[] elementData; /** * 數(shù)組中包含元素的個數(shù) */private int size;/** *數(shù)組的最大上限，超過上限可能導(dǎo)致OutOfMemoryError錯誤 */private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; |
2、構(gòu)造方法
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/** * 指定大小的時候，elementData就變成了我們所指定的初始化大小了 */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); }}/** * 根據(jù)上面的屬性可知，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={}，所以默認(rèn)創(chuàng)建的是 一個大小為0的空數(shù)組 */public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;} |
從上面我可以知道，jkd1.8中默認(rèn)的是大小為0空數(shù)組，這個和jdk1.7之前都是不一樣的，這和設(shè)計模式的懶漢式很有相似之處
3、add 方法，底層擴(kuò)容機(jī)制
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/** * 在指定的位置插入指定的元素 */ public void add(int index, E element) { rangeCheckForAdd(index); ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; size++; } /** * 將指定的參數(shù)添加到列表的末尾,其中size是數(shù)組中包含元素的個數(shù) * @param e 以附加到此列表中 */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // 數(shù)組的下標(biāo)從0開始，所以size++保證elementData每次添加完一個元素，元素個數(shù)也隨之加1 elementData[size++] = e; return true; }// 參數(shù)minCapacity 表達(dá)的意思是所需數(shù)組的最小容量，也就是size+1, 上面?zhèn)鞯闹?/code> private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); } /** * 計算容量的方法， */ private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { // 如果是一個空數(shù)組， if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { // DEFAULT_CAPACITY從屬性可知默認(rèn)是10，minCapactity為數(shù)組的大小 // 由此可以看出他是在添加第一個元素的時候，才創(chuàng)建了長度為10的數(shù)組 return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } return minCapacity; }private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // 如果此時所需要的最小的長度大于原數(shù)組的長度，則需要進(jìn)行擴(kuò)容 if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } /** * 增加容量，以確保它至少可以容納minCapacity指定的元素數(shù)量。 * @param minCapacity 表示所需要的擴(kuò)容的量 */ private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; // 原數(shù)組的長度 //原數(shù)組的長度+原數(shù)組的長度/2,表示擴(kuò)容了原來大小的1.5倍，newCapacity ：表示需要擴(kuò)容的量 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; // 如果需要的擴(kuò)容量大于了本類中定義的最大擴(kuò)容限制，則擴(kuò)容到 int 類型最大長度 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 調(diào)用的是數(shù)組的復(fù)制方法，實現(xiàn)擴(kuò)容 elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); // 如若需要擴(kuò)容的量大于最大限制，則擴(kuò)容量改為 int 最大限制量：2147483647,否則為本類中所限制長度：2147483647-8 return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE; } |
解釋：int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
這個>>1 表示的是右移一位，轉(zhuǎn)為二進(jìn)制我們應(yīng)該一下就明白了：比如16,轉(zhuǎn)為2進(jìn)制為
10000，右移一位則成為01000,換為十進(jìn)制就是8，擴(kuò)容的大小也就相當(dāng)于oldCapacity +oldCapacity /2了
4、總結(jié)
jdk1.8中：
add方法總結(jié)起來就是在插入數(shù)據(jù)之前，會先檢查是否需要擴(kuò)容，通過無參構(gòu)造方法來創(chuàng)建 ArrayList 時，它的大小其實是為 0 的，只有在使用到 的時候，才會通過 grow 方法去創(chuàng)建一個大小為 10 的數(shù)組。
public boolean add(E e) 方法的復(fù)雜度為O(1),涉及到擴(kuò)容的操作是非常少的，可以忽略不計，它的本質(zhì)是添加元素到數(shù)組中最后一個元素的后面。
public void add(int index, E element) 這個是帶指定下標(biāo)的add 方法，復(fù)雜度為O(n),因為涉及到數(shù)組中元素的移動，這一操作非常耗時，由此可見ArrayList不適合插入和刪除操作。
三、ArrayList與Vector的區(qū)別
現(xiàn)在Vector已經(jīng)很少有人用了，這里只是簡單的記錄下二者區(qū)別：
1、ArrayList線程不安全，Vector是線程安全的
通過Vector源碼我們可以知道很多方法都是加了synchronized關(guān)鍵字，所以Vector是線程安全的。
2、ArrayList創(chuàng)建的默認(rèn)大小為0，Vector創(chuàng)建時的默認(rèn)大小是10。
3、ArrayList 每次擴(kuò)容都以當(dāng)前數(shù)組大小的 1.5 倍去擴(kuò)容， Vector 每次擴(kuò)容都以當(dāng)前數(shù)組大小的 2 倍去擴(kuò)容。當(dāng)指定了 capacityIncrement 之 后，每次擴(kuò)容僅在原先基礎(chǔ)上增加 capacityIncrement 個單位空間。
補(bǔ)充知識：ArrayList詳解，底層是數(shù)組，實現(xiàn)Serializable接口
一、對于ArrayList需要掌握的七點內(nèi)容
ArrayList的創(chuàng)建：即構(gòu)造器
往ArrayList中添加對象：即add(E)方法
獲取ArrayList中的單個對象：即get(int index)方法
刪除ArrayList中的對象：即remove(E)方法
遍歷ArrayList中的對象：即iterator，在實際中更常用的是增強(qiáng)型的for循環(huán)去做遍歷
判斷對象是否存在于ArrayList中：contain(E)
ArrayList中對象的排序：主要取決于所采取的排序算法（以后講）
二、源碼分析
2.1、ArrayList的創(chuàng)建（常見的兩種方式）
List<String> strList = new ArrayList<String>();
List<String> strList2 = new ArrayList<String>(2);
ArrayList源代碼：
基本屬性：
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//對象數(shù)組：ArrayList的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)private transient Object[] elementData;//elementData中已存放的元素的個數(shù)，注意：不是elementData的容量private int size; |
注意：
transient關(guān)鍵字的作用：在采用Java默認(rèn)的序列化機(jī)制的時候，被該關(guān)鍵字修飾的屬性不會被序列化。
ArrayList類實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，即采用了Java默認(rèn)的序列化機(jī)制
上面的elementData屬性采用了transient來修飾，表明其不使用Java默認(rèn)的序列化機(jī)制來實例化，但是該屬性是ArrayList的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中一定需要將其序列化，之后使用的時候還需要反序列化，那不采用Java默認(rèn)的序列化機(jī)制，那采用什么呢？直接翻到源碼的最下邊有兩個方法，發(fā)現(xiàn)ArrayList自己實現(xiàn)了序列化和反序列化的方法
View Code
構(gòu)造器：
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/*** 創(chuàng)建一個容量為initialCapacity的空的（size==0）對象數(shù)組*/public ArrayList(int initialCapacity) {super();//即父類protected AbstractList() {}if (initialCapacity < 0)throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity:" + initialCapacity);this.elementData = new Object[initialCapacity];}/*** 默認(rèn)初始化一個容量為10的對象數(shù)組*/public ArrayList() {this(10);//即上邊的public ArrayList(int initialCapacity){}構(gòu)造器} |
在我們執(zhí)行new ArrayList<String>()時，會調(diào)用上邊的無參構(gòu)造器，創(chuàng)造一個容量為10的對象數(shù)組。
在我們執(zhí)行new ArrayList<String>(2)時，會調(diào)用上邊的public ArrayList(int initialCapacity)，創(chuàng)造一個容量為2的對象數(shù)組。
注意：
上邊有參構(gòu)造器的super()方法是ArrayList父類AbstractList的構(gòu)造方法，這個構(gòu)造方法如下，是一個空構(gòu)造方法：
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protected AbstractList() {} |
在實際使用中，如果我們能對所需的ArrayList的大小進(jìn)行判斷，有兩個好處：
節(jié)省內(nèi)存空間（eg.我們只需要放置兩個元素到數(shù)組，new ArrayList<String>(2)）
避免數(shù)組擴(kuò)容（下邊會講）引起的效率下降（eg.我們只需要放置大約37個元素到數(shù)組，new ArrayList<String>(40)）
2.2、往ArrayList中添加對象（常見的兩個方法add(E)和addAll(Collection<? extends E> c)）
以上這篇聊一聊jdk1.8中的ArrayList 底層數(shù)組是如何擴(kuò)容的就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持服務(wù)器之家。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/jerry11112/article/details/106951235
