新手入门了解ArrayList扩容机制
我们下面用最简单的代码创建ArrayList并添加11个元素，并一一讲解底层源码；在说之前，给大家先普及一些小知识：
》ArrayList底层是用数组来实现的
》数组一旦创建后，大小就是固定的，如果超出了数组大小后，就会创建一个新的数组
》接下来所谓数组的扩容实质上是重新创建一个大小更大的新数组
@Test
publicvoidtestArrayList(){
//创建一个泛型为String的ArrayList(这里泛型是什么不重要)
ArrayListlist=newArrayList();
//依次添加11个元素
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
list.add("4");
list.add("5");
list.add("6");
list.add("7");
list.add("8");
list.add("9");
list.add("10");
list.add("11");
}
上面的代码中，我们就只调用了add（），在看add()源码前，我必须给你们先介绍一些在ArrayList的常量和变量，因为在接下来的源码中会涉及到这些，怕你们到时一脸蒙
privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=10;
privatestaticfinalObject[]DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA={};
transientObject[]elementData;
privateintsize;
privatestaticfinalintMAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8;
》DEFAULT_CAPACITY：default_capcity，默认的容量大小，也就是当你第一次创建数组并往里面添加第一个元素时，数组的默认容量大小
》DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA：defaultcapacity_empty_elementdata是默认的空数组，他的作用是当elementData为{}，即空数组时，把它赋值给elementData，要是理解不了，请你往下继续看！
》elementData：表示的就是当前存储元素的数组
》size：他表示当前还没有添加新元素前的数组中有效的元素个数，比如说数组长度为10，只保存了5个元素，那有效长度就是5
》MAX_ARRAY_SIZE：最大数组长度，它用来标识当前数组可保存元素的最大长度，值为Integer_MAX_VALUE-8，即2147483647-8，这里的8代表8字节用来保存数组本身的内存大小。
现在我们进入到add（）里面看他们具体如何实现的，如下代码：
publicbooleanadd(Ee){
ensureCapacityInternal(size+1);//IncrementsmodCount!!
elementData[size++]=e;
returntrue;
}
》ensureCapacityInternal(size+1)：这个方法意为“确保内部变量”，什么意思呢？他是用来判断当前数组的容量是否足够，不足就扩容；等下我们会进入这个方法来看他如何具体实现的，size表示当前还未添加新元素前的数组有效元素个数，而size+1表示传入当前数组的最小容量（有效长度）
》elementData[size++]=e：这段语句意思是给数组做赋值操作，简单说就是给数组添加元素；比如说当前数组已经有3个元素了，那现在再添加一个元素a，则这一步为elementData[3]=a;
》returntrue：代表添加成功；
现在我们就进入到ensureCapacityInternal()，如下代码：
privatevoidensureCapacityInternal(intminCapacity){
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData,minCapacity));
}
这里面涉及两个方法ensureExplicitCapacity（）和calculateCapacity（）：
》calculateCapacity（）：计算容量，它用来计算当前的数组所需的最小容量minCapacity，你可以理解为当前数组的有效长度；源码如下：
privatestaticintcalculateCapacity(Object[]elementData,intminCapacity){//若传入的是个空数组，则返回的是最小容量是默认容量（10）和当前最小容量（0）之间的最大值
if(elementData==DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA){
returnMath.max(DEFAULT_CAPACITY,minCapacity);
}
returnminCapacity;
}
PS：第一次添加元素时calculateCapacity返回的最小容量minCapacity是10，从第二次开始minCapacity为2，第三次为3，依次类推..在这里第一次返回10大家不要纠结它的意义，重点在第二次及之后表示的意思
》ensureExplicitCapacity（）：判断是否需要扩容；查看它的源码：
privatevoidensureExplicitCapacity(intminCapacity){
modCount++;
//overflow-consciouscode当最小容量大于当前的数组大小时
if(minCapacity-elementData.length>0)//计算扩容后的数组大小
grow(minCapacity);
}
我们第一次list.add（），最小容量minCapacity是10，elementData.length长度为0，所以条件成立，进入grow()（第二次minCapacity是2，elementData.length为10，条件不成立就不再扩容了；当第11次时，11>10，又可以扩容了）
privatevoidgrow(intminCapacity){
//得到当前数组的大小，即老数组大小
intoldCapacity=elementData.length;
//将旧数组大小+旧数组/2，即旧数组的1.5倍是新数组的大小（先不要在意>>1的意思，你只要知道oldCapacity>>1表示oldCapacity/2就行）
intnewCapacity=oldCapacity+(oldCapacity>>1);
//如果扩容后的是数组大小还是小于最小所需容量，直接让minCapacity赋值到新容量
if(newCapacity-minCapacity<0)
newCapacity=minCapacity;
//若新容量大小大于数组长度的最大预设值；由于扩容后是原数组的1.5倍，则非常有可能会溢出这个预设值
if(newCapacity-MAX_ARRAY_SIZE>0)
newCapacity=hugeCapacity(minCapacity);
//minCapacityisusuallyclosetosize,sothisisawin:
//上面都是为了确定最终的新容量的大小，这个方法是真正的扩容实现
elementData=Arrays.copyOf(elementData,newCapacity);
}
相信大家这上面大部分都能够理解，可能就一个地方不太清楚：当newCapacity>MAX_ARRAY_SIZE（新容量大于预设值较特殊的情况，一般数组长度不会扩容到这么大）时调用hugeCapacity有啥用？我们看下hugeCapacity()的源码：
privatestaticinthugeCapacity(intminCapacity){
//若最小容量小于0的情况，抛出异常
if(minCapacity<0)//overflow
thrownewOutOfMemoryError();
//若最小容量>最大预设值，返回Integer.Max_VALUE,否则是MAX_ARRAY_SIZE（Integer.Max_VALUE-8）
return(minCapacity>MAX_ARRAY_SIZE)?
Integer.MAX_VALUE:
MAX_ARRAY_SIZE;
}
hugeCapacity()是用来限制新容量的大小的，是不能超出Integer.MAX_VALUE值的，最后说一点，数组的最大长度并不是MAX_ARRAY_SIZE，而是Integer.MAX_VALUE。
》Arrays.copyOf(elementData,newCapacity)，就不看源码了，简单说一下：它这个方法能返回一个扩容后的数组，将旧数组elementData的数据复制到长度为newCapacity的新数组中。
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毛票票。
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