ArrayList扩容机制

1. 无参构造器

//ArrayList定义的一个空数组
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
//Arraylist的数据存储数组
transient Object[] elementData;

public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

可以看到ArrayList在使用无参构造器初始化时数据存储数组默认是空，然后我们调用下add()方法看下会发生什么：

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

首先会执行ensureCapacityInternal()方法，继续跟进看下这个方法是做什么的：

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }
    
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
		//判断存储数据的数组是否为空
		//若为空返回默认长度和自增长度的较大值
		//不为空则返回自增长度
		//默认长度DEFAULT_CAPACITY=10
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }
    
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;


    //判断minCapacity和数据存储数组的长度大小
    //若大於则执行grow()方法并传入minCapacity
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

/**
 * ArrayList扩容的关键方法
 */
private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        //当前数据存储数组的长度
        int oldCapacity = elementData.length;
        //扩容后的数组长度，是oldCapacity加oldCapacity 右移1位的长度和
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //比较新的容量和传入最小容量大小
        if (newCapacity - minCapacity < 0)	
            newCapacity = minCapacity;
         //比较新容量和定义的数组最大值大小
         //ArrayList定义的数组最大值为MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        	//返回int类型的最大值
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        //执行复制数组方法，并指定新的长度
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

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

2. 当使用有参构造器构建ArrayList对象时：

public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
        	//容量大于0时，初始化数据存储对象elementData
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
        	//等于0时和调用无参构造器一样
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

其他的步骤就都和上面的一样了，这里就不再多说。

ArrayList的扩容机制暂时可以说到这里了，其实从源码来看还是比较易懂的。这中间有两个遗留问题需要留意下：

1. 在扩容中有一个成员变量modCount，这个变量的具体作用是什么?
2. ArrayList中定义的数组最大值为什么是 Integer.MAX_VALUE - 8，代码给出的注释是

/**
     * The maximum size of array to allocate.
     * Some VMs reserve some header words in an array.
     * Attempts to allocate larger arrays may result in
     * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
     */

翻译过来就是

/**

*要分配的数组的最大大小。

*一些vm在数组中保留一些头字。

*尝试分配较大的数组可能会导致

*OutOfMemory错误：请求的数组大小超过了虚拟机限制

*/

这两个问题留待之后研究下。

如果上面说的有哪里不对，欢迎各位指出，不胜感激！