Java容器ArrayList原理解析

2024-11-29 20:56:07

这篇文章主要介绍了Java容器ArrayList原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

List是collection接口的实现类

List:

特点：有序，可重复

它有两个常用的实现类：

一。ArrayList：

特点：以数组的形式进行存储，因此随机访问速度较快，所有它适用于查询。

缺点：不适用于插入和删除的操作因为每次操作都需要移动数组中的元素。

根据源码我们能得出以下几点：

1.ArrayList 在初始化的时候如果我们没有指定长度的话，它会有一个默认长度10,

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

2.如果我们在增加新元素的时候超过了原来的容量，那么ArrayList是怎么做的呢？

（底层扩容机制：扩容为原来的1.5倍）

这就涉及到了ArrayList的扩容机制，既然ArrayList是以数组形式存储的，那么肯定就继承了数组的特点一旦声明不可更改，那么既然不可更改，那java是怎么解决这个问题的呢？

transient Object[] elementData;

开头声明的这个就是一个临时的可变的数组为以后数组扩容做准备

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
  }

上边代码的ensureCapacityInternal(size+1) 就是扩容的开始

我们点进去源码继续深入

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
  }

  private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
      grow(minCapacity);
  }

看到这我们发现了 ensureCapacityInternal中调用了ensureExplicitCapacity我们继续深入

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};//默认的空集合

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;//默认10
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {　　　　　　//如果当前的elemenrData（当前的数据）是一个空的集合 ，获取下一步的扩容的容量
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
      return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
  }

然后我们回到上一层

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++; //每次修改集合次数 （AbstractList.class中的值)
// overflow-conscious code 检测溢出
//如果最小所需容量>数组长度，就要扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //初始容量的1.5倍（1.8，1.7）（1.6是 1.5倍+1）
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
      newCapacity = minCapacity; //如果还是不够就把需要的值赋值
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
      newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); //判断大容量，下面代码
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); //这就是为什么以数组形式存储还可以扩容的原因
  }

  private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow 内存溢出
      throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? //三元运算
      Integer.MAX_VALUE :
      MAX_ARRAY_SIZE;
  }

看完以上代码我们可以得出来如果不给初始值，默认值为10，扩容时候不是在原数组上做更改，而是copy了一个数组按1.5倍增长

3.ArrayList是线程不安全的。如果要实现线程安全可以使用 synchronized关键字或者使用Collections.synchronizedList()方法如下：

List<Object> objects = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。

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