ArrayList源碼學習筆記（1）

背景

之前關注了一個公衆號“彤哥讀源碼”，跟着一起學習了jdk裏的很多類的源碼，包括集合類、線程類、併發類。真的是很好的公衆號，哈哈（因爲確實是很好，這裏願意給路過的小夥伴安利一下，純自己主觀推薦，如果對公衆號作者有幫助，算是感謝這麼好的文章對我的幫助了～）

其中，ArrayList是最簡單的一個了，但是讀完別人寫的東西其實還是不如自己實踐來的實在。所以自己再搞點東西。

文章鏈接（侵刪）：https://mp.weixin.qq.com/s/a0zq-q8JuSwsLYX7tJ4VxA

 

計劃

準備按照一個路徑走，邊看文章，邊看源碼，然後自己手動做些調試。順便寫點文章，記錄一下學習和調試過程。

之後，自己手動實現一個ArrayList，可以根據情況進行多版本迭代。

 

正文

成員變量很簡單，文章中也有介紹。ArrayList的元素存儲在Object[] elementData數組中，size是當前保存了多少個元素。

還有兩個靜態final的空數組EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，看到這個就會產生疑惑，爲什麼會需要兩個靜態空數組呢？都是final的，反正不可變，用一個不就可以了？這其實跟構造函數有關係。

構造函數

ArrayList有三個構造方法，ArrayList()、ArrayList(int initialCapacity)、ArrayList(Collection c)。

ArrayList()會默認使用DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA作爲elementData的初始值；

ArrayList(int initialCapacity)，如果initialCapacity > 0 就直接用這個值初始化數組長度了，等於0就直接用EMPTY_ELEMENTDATA。

ArrayList(Collection c) 如果c裏沒有元素，默認也是用EMPTY_ELEMENTDATA。

（上面說的很囉嗦，看代碼一目瞭然）

增長邏輯

此時重點來了，如果用ArrayList()和ArrayList(0)實例化了兩個對象，它們在增加第一個變量的時候，elementData會怎麼進行擴容？

這裏的判斷告訴我們它是怎麼做的。如果不手動指定初始容量，在第一次就會把容量設置爲10。如果手動指定的初始容量是0，那麼第一次就會把容量設置爲你需要的那個值（調用add方法的時候，其實就是1）。

一開始我產生了額外的疑問：爲什麼代碼寫的這麼囉嗦？minCapacity不就是1嗎，還能大於10？後來看了一下，確實能大於10，看一下addAll(Collection c)這個方法就明白了。如果一下子加入很多元素，也是會調用這個方法的。

那麼這個邏輯我們怎麼驗證一下呢？elementData是default的，自己寫代碼也沒權限獲取。這時候就是祭出“反射”大法的時候了，畢竟java裏“萬物皆可反射”😏

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        // 通過使用ArrayList()和ArrayList(0)來進行對比
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(0);
        Field field = list.getClass().getDeclaredField("elementData");
        field.setAccessible(true);
        Object []ele = (Object[]) field.get(list);
        System.out.println(ele.length);

        Field field1 = list.getClass().getDeclaredField("DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA");
        field1.setAccessible(true);
        Object []ele1 = (Object[]) field1.get(null);
        // 這裏能發現ele和ele1是同一個對象
        System.out.println(ele);
        System.out.println(ele1);
        System.out.println(ele1 == ele);

        // 逐漸增加元素，會發現容量每次增長一半
        list.add(1);
        list.add(1);
        list.add(1);
        list.add(1);
        list.add(1);
        
        System.out.println(list.size());
        // 這裏不能打印ele.length，想想爲啥～（一開始就打錯了。。。）
        // 即便一開始的容量是大於0的，比如20，當元素增長超過20的時候，也不能用ele了，因爲複製產生了新數組
        System.out.println(((Object[]) field.get(list)).length);
    }
}

總結：

（1）如果不指定容量，新加入元素的時候容量最小是10；如果指定了容量爲0，新加入元素的時候，容量是加入元素的個數；

（2）之後的容量增長都是每次增長一半。10->15->22->33  或者 0->1->2->3->4->6->9

（3）萬物皆可反射～