jdk 1.8下 java ArrayList 添加元素解析

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有人问我,java ArrayList底层是怎么实现的?我就回答数组,他再问我,那它是怎么实现数组的添加的呢?我也不知道,就不敢回答了。

回来赶紧看了一下java实现,明确的是ArrayList底层的确是用数组实现的,但是怎么实现数组的扩容的呢?

简单来说,就是创建一个新的比原来大的数组,把原来所有的元素复制到新的数组,然后添加新的数组进去


先从无参构造函数开始,无参构造函数创建了一个容量为0的空数组(这里要注意,在jdk1.8时采用的是创建空数组,在1.7还是创建了一个容量为10的数组,源码见附录1,2,这里以1.8为例

然后就可以开始调用add方法添加元素,这里先以public boolean add(E e)方法为例

  1. 计算最小容量:判断是不是第一次添加,准确来说是不是一个空数组。如果是一个空数组,那么设置初始化大小(即最小容量)为10,如果不是,那么在原来基础上大小+1。
  2. 判断是否需要扩容:判断最小容量是不是大于数组长度(至少大1),如果是,进行第3步。为什么有这个判断?是最小容量是数组可以存放的元素个数,而数组长度是实际上存放的个数,那么就会出现数组还没放满的情况,比如第二次添加时,数组容量为10(第一次初始化时设置为10),元素加上新增加的只有两个,是不需要进行第3,4步的
  3. 扩容计算:复制旧元素到新数组:上一步计算的只是一个值,没有对原来的进行修改,也没有创建新的数组。接下来使用Arrays.copyOf将原来数组的所有元素复制到新数组(以最小容量创建的),并返回
    1. 取得已有元素的个数,准备设置新的容量为原来元素个数的1.5倍
    2. 将1中的新容量和最小容量相对比,取大的(所以初始化时原来元素的1.5倍为0小于最小容量10,设置为10)
    3. 将2中计算结果与Integer.MAX_VALUE - 8对比(为啥是-8 ,doc上是说明了一些虚拟机实现需要多存一些头信息,为了防止oom,其他没有说明,在stackoverflow上说明了为了存下数组的最大大小2,147,483,648所以需要(见附录3)),还大,那就没办法了,只能设置为Integer.MAX_VALUE。也就是说正常情况下数组最大容量为下最大值减8,否则就是最大值。这个时候放不下那就只能抛异常了呗!
  4. 复制旧元素到新数组:上一步计算的只是一个值,没有对原来的进行修改,也没有创建新的数组。接下来使用Arrays.copyOf将原来数组的所有元素复制到新数组(以3中计算的最后容量创建的),并返回
  5. 把添加的元素添加到新返回的数组最后,长度+1

 以上


附录

  1. jdk 1.7 ArrayList
  2. jdk 1.8 ArrayList
  3. 为什么-8

 参考

Java中ArrayList源码浅析


设定

jdk:1.8_102

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