Java基础篇(六):ArrayList源码解析

Leo使用的JDK：1.8.0_131

ArrayList简介

       ArrayList 是一个数组列表，相当于动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。

它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。
ArrayList 继承了AbstractList，实现了List。它是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在ArrayList中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。稍后，我们会比较List的“快速随机访问”和“通过Iterator迭代器访问”的效率。
ArrayList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆。
ArrayList 实现java.io.Serializable接口，这意味着ArrayList支持序列化，能通过序列化去传输。

和Vector不同，ArrayList中的操作不是线程安全的！所以，建议在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。

以下是ArrayList类继承关系图：

     

下面让我们翻开ArrayList的源代码，看看一些常用的方法属性，以及一些需要注意的地方。

Resizable-array implementation of the List interface.  Implements
 * all optional list operations, and permits all elements, including
 * null.  In addition to implementing the List interface,
 * this class provides methods to manipulate the size of the array that is
 * used internally to store the list.  (This class is roughly equivalent to
 * Vector, except that it is unsynchronized.)
 *
 *

The size, isEmpty, get, set,
 * iterator, and listIterator operations run in constant
 * time.  The add operation runs in amortized constant time,
 * that is, adding n elements requires O(n) time.  All of the other operations
 * run in linear time (roughly speaking).  The constant factor is low compared
 * to that for the LinkedList implementation.
 *
 *

Each ArrayList instance has a capacity.  The capacity is
 * the size of the array used to store the elements in the list.  It is always
 * at least as large as the list size.  As elements are added to an ArrayList,
 * its capacity grows automatically.  The details of the growth policy are not
 * specified beyond the fact that adding an element has constant amortized
 * time cost.
 *
 *

An application can increase the capacity of an ArrayList instance
 * before adding a large number of elements using the ensureCapacity
 * operation.  This may reduce the amount of incremental reallocation.

 

可以总结出以下几点：

• 底层：ArrayList是List接口的大小可变数组的实现。
• 是否允许null：ArrayList允许null元素。
• 时间复杂度：size、isEmpty、get、set、iterator和listIterator方法都以固定时间运行，时间复杂度为O(1)。add和remove方法需要O(n)时间。与用于LinkedList实现的常数因子相比，此实现的常数因子较低。
• 容量：ArrayList的容量可以自动增长。
• 是否同步：ArrayList不是同步的。
• 迭代器：ArrayList的iterator和listIterator方法返回的迭代器是fail-fast的。

ArrayList属性

ArrayList属性主要就是当前数组长度size，以及存放数组的对象elementData数组，此外，经常用到的属性就是从AbstractList继承过来的modCount属性，代表ArrayList集合的修改次数。

 

public class ArrayList extends AbstractList implements List, RandomAccess, Cloneable, Serializable {
	// 序列化id
	private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
	// 默认初始的容量
	private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
	// 一个空对象
	private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0];
	// 一个空对象，如果使用默认构造函数创建，则默认对象内容默认是该值
	private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = new Object[0];
	// 当前数据对象存放地方，当前对象不参与序列化
	transient Object[] elementData;
	// 当前数组长度
	private int size;
	// 数组最大长度
	private static final int MAX_ARRAY_SIZE = 2147483639;
 
	// 省略方法。。
}