ArrayList源码分析
一、核心变量
// 序列化ID
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
// 默认初始化容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 空数组
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 空数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 存储数据元素的数组
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
// 当前arraylist集合的大小，也就是elementData数组中数据元素的个数
private int size;
二、构造函数
/**
* 一：无参构造方法
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
/**
* 二：携带一个int类型的参数，指定arraylist的初始容量
*/
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);
}
}
1、无参构造
可以看到，在构造方法中直接将 elementData 指向 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA空数组，这个时候该ArrayList的size为初始值0。
1、有参构造
进行参数校验：
参数大于0，则指定数组长度；
参数等于0，则为空数组；
参数小于0，则抛异常。
三、add方法
/**
* 一：直接添加数据元素到arraylist的尾部
*/
public boolean add(E e) {
//是否扩容、记录modCount
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//把值添加到数组尾部
elementData[size++] = e;
return true;
}
----------------------------------------------------------------------
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
//minCapacity=size+1；
//minCapacity表示如果添加成功后，数组的最小长度
//如果为无参构造
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
//取默认长度和minCapacity的最大值，即10
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
//是否扩容
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
----------------------------------------------------------------------
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// 如果添加后最小长度大于 数组长度
if (minCapacity - elementData.length > 0)
//扩容
grow(minCapacity);
}
----------------------------------------------------------------------
private void grow(int minCapacity) {
//获取数组长度
int oldCapacity = elementData.length;
//1.5倍扩容
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
//1.5倍扩容也不够用
if (newCapacity - minCapacity < 0)
//扩容后长度=minCapacity
newCapacity = minCapacity;
//简直最大长度
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 复制
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
代码中已经有注释了，很清晰。
四、remove方法
/*
* 一：根据角标进行remove操作
*/
public E remove(int index) {
// 1. 对角标越界进行判断
if (index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
// 2.modCount自增1
modCount++;
// 3.获取到指定下角标位置的数据
E oldValue = (E) elementData[index];
// 4.计算需要移动的元素个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
// 5. 指定角标位置后的元素前移一位，效率低
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 6.将size自减1，并将数组末尾置为null，便于垃圾回收
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
// 7.最后将所要删除的数据元素return掉
return oldValue;
}
/*
* 二：根据数据元素进行remove操作
*/
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}
----------------------------------------------------------------------
private void fastRemove(int index) {
// 1.modCount的值自增1
modCount++;
// 2.计算需要移动的元素个数
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
// 3. 指定角标位置后的元素前移一位
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
// 4.将size自减1，并将数组末尾置为null，便于垃圾回收
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}
五、set方法
public void set(E e) {
if (lastRet < 0)
throw new IllegalStateException();
//检查modCount
checkForComodification();
try {
ArrayList.this.set(lastRet, e);
} catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
----------------------------------------------------------------------
public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
----------------------------------------------------------------------
final void checkForComodification() {
if (expectedModCount != ArrayList.this.modCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
六、get方法
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
checkForComodification();
return ArrayList.this.elementData(offset + index);
}
----------------------------------------------------------------------
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
七、clear方法
public void clear() {
modCount++;
// clear to let GC do its work
for (int i = 0; i < size; i++)
elementData[i] = null;
size = 0;
}
八、contains方法
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
----------------------------------------------------------------------
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
未命名文件.jpg
九、fail-fast机制
ail-fast机制是集合中的一种错误检测机制，我们在操作集合中经常会遇到 java.util.ConcurrentModificationException异常，产生该异常的原因就是fail-fast机制。
实现：如果在迭代期间计数器被修改，那么hasNext或next将抛出concurrentModificationException
缺点：这种检查是没有同步的情况下进行的，因此可能会看到失效的计数值，而迭代器可能并没有意识到已经发生了修改。这是一种设计上的权衡，从而降低了并发修改操作的检测代码对程序性能带来的影响。
十、可能的并发问题
- add()
EX：a、100个元素，可能最后数组长度不到100。
两个线程并发add，对索引位置5的地方几乎同时赋值，第二个线程会覆盖第一个线程的值，并且size少了1个。
b、假设有两个线程在操作同一个ArrayList，线程一执行step1(容量足够)后被挂起，线程二执行add()方法后，线程一被唤醒，这时线程一因为已经不再判断容量是否足够（已经判断过），执行step2就会出现数组越界 - 数组容量检测的并发问题
- remove
两个线程有可能会想要删除同一个内容，一个线程先完成的时候第二个线程再删，就找不到这个内容了
