Java集合6 ArrayList的實現原理

一、arraylist概述

arraylist是list介面的可變陣列的實現。實現了所有可選列表操作，並允許包括 null 在內的所有元素。除了實現 list 介面外，此類還提供一些方法來操作內部用來儲存列表的陣列的大小。

每個arraylist例項都有乙個容量，該容量是指用來儲存列表元素的陣列的大小。它總是至少等於列表的大小。隨著向arraylist中不斷新增元素，其容量也自動增長。自動增長會帶來資料向新陣列的重新拷貝，因此，如果可預知資料量的多少，可在構造arraylist時指定其容量。在新增大量元素前，應用程式也可以使用ensurecapacity操作來增加arraylist例項的容量，這可以減少遞增式再分配的數量。

注意，此實現不是同步的。如果多個執行緒同時訪問乙個arraylist例項，而其中至少乙個執行緒從結構上修改了列表，那麼它必須保持外部同步。

二、arraylist的實現

對於arraylist而言，它實現list介面、底層使用陣列儲存所有元素。其操作基本上是對陣列的操作。下面我們來分析arraylist的源**：

1) 底層使用陣列實現：

private
transient 
object
elementdata
;

2) 構造方法：

arraylist提供了三種方式的構造器，可以構造乙個預設初始容量為10的空列表、構造乙個指定初始容量的空列表以及構造乙個包含指定collection的元素的列表，這些元素按照該collection的迭代器返回它們的順序排列的。

public
arraylist
(int
initialcapacity
)

public
arraylist
(collection
<?
extends e
>c)

3) 儲存：

arraylist提供了set(int index, e element)、add(e e)、add(int index, e element)、addall(collection<? extends e> c)、addall(int index, collection<? extends e> c)這些新增元素的方法。下面我們一一講解：

4) 讀取：

public
e get
(int
index
)

5) 刪除：

arraylist提供了根據下標或者指定物件兩種方式的刪除功能。如下：

public
e remove
(int
index
)
// 移除此列表中首次出現的指定元素（如果存在）。這是應為arraylist中允許存放重複的元素。
public

boolean remove
(objecto)

}

else


}

return
false
;
}

注意：從陣列中移除元素的操作，也會導致被移除的元素以後的所有元素的向左移動乙個位置。

6) 調整陣列容量：

從上面介紹的向arraylist中儲存元素的**中，我們看到，每當向陣列中新增元素時，都要去檢查新增後元素的個數是否會超出當前陣列的長度，如果超出，陣列將會進行擴容，以滿足新增資料的需求。陣列擴容通過乙個公開的方法ensurecapacity(int mincapacity)來實現。在實際新增大量元素前，我也可以使用ensurecapacity來手動增加arraylist例項的容量，以減少遞增式再分配的數量。

public
void
ensurecapacity
(int
mincapacity
)
}

從上述**中可以看出，陣列進行擴容時，會將老陣列中的元素重新拷貝乙份到新的陣列中，每次陣列容量的增長大約是其原容量的1.5倍。這種操作的代價是很高的，因此在實際使用時，我們應該盡量避免陣列容量的擴張。當我們可預知要儲存的元素的多少時，要在構造arraylist例項時，就指定其容量，以避免陣列擴容的發生。或者根據實際需求，通過呼叫ensurecapacity方法來手動增加arraylist例項的容量。

arraylist還給我們提供了將底層陣列的容量調整為當前列表儲存的實際元素的大小的功能。它可以通過trimtosize方法來實現。**如下：

public
void
trimtosize
()
}

7) fail-fast機制：

arraylist也採用了快速失敗的機制，通過記錄modcount引數來實現。在面對併發的修改時，迭代器很快就會完全失敗，而不是冒著在將來某個不確定時間發生任意不確定行為的風險。

8) 關於其他的一些方法的實現都很簡單易懂，讀者可參照api文件和源**，一看便知，這裡就不再多說

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