java集合篇（一）——ArrayList扩容原理

    相信大家都对ArrayList相当熟悉了，今天笔者就对ArrayList的源码进行解读，讲解一下对ArrayList扩容的基本原理。

虽然大家都有用过，但还是简单介绍一下吧，ArrayList实现了List的接口，并且实现了序列化，同样具有collection的方法，add，remove等，时间复杂度都是O(1)，对于n个数据则为O(n)。好了，接下来具体看下ArrayList的源码（笔者使用的是jdk1.8版本）：

/**
     * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
     * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
     * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
     * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
     */
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access  
/**
     * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

    此处我们可以看到，我们的数据其实是放在ArrayList<E>引用的一个Object数组，也就是elementData数组，我们来看看它的add方法：

/**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

    从add传进来的元素开始，在ensure方法中进行了size的判断，首先判断取最小容量，然后对最小容量和目前数据所需容量最比对，如果最小容量并不满足，则需要增加大小：

 /**
     * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
     * number of elements specified by the minimum capacity argument.
     *
     * @param minCapacity the desired minimum capacity
     */
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }

      这里新的容量是将就旧的加上后移一位的，也就是二进制位右移，然后进行判断，如果新增的比最小容量要小，则赋值为最小容量，如果超过了最大值，则赋值int的最大值，也就是2^31-1，十六进制数为0x7fffffff，然后调用Arrays的copyof方法去将原来数组的值复制过去。

    这里可以做一个测试demo，由于属性是非公有的，所以使用了反射的方法去获取（关于反射的使用可以参考笔者的另一篇文章）：

public static void main(String[] args) {
		ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
		TestIntValue value = new TestIntValue();
			list.add("ss");
		int actualLength = value.getActualLength(list);
		int size = list.size();
		System.out.println("list此时的容量为：" + actualLength);
		System.out.println("list此时的大小为：" + size);
	}
	
	/**
	 * 反射获取elementData容量大小
	 * @param mList
	 * @return
	 */
	public int getActualLength(ArrayList<String> mList){
		Class<?> mClass = mList.getClass();
		Field f = null;
		int length = 0;
		try {
			f = mClass.getDeclaredField("elementData");
			f.setAccessible(true);
			Object[] o = (Object[])f.get(mList);
			length = o.length;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		} 
		
		return length;
	}

此时只是增加了一个值，所以此时的大小为1，容量大小为10：

如果我们给他塞入超出10的值呢：

此时容量大小已经变成15了，可见，大小的确是10 + 5来的，所以，他的扩容是大概增加了1.5倍的大小。

以上就是扩容的过程了，谢谢大家~