目錄

• 1.位置
• 2.變量和常量
• 3.構造函數
• 4.trimToSize()方法

正文

源碼解析系列主要對Java的源碼進行詳細的說明，由於水平有限，難免出現錯誤或描述不準確的地方，還請大家指出。

1.位置

ArrayList位於java.util包中。

1 package java.util;
2 
3 import java.util.function.Consumer;
4 import java.util.function.Predicate;
5 import java.util.function.UnaryOperator;

2.變量和常量

先明確一點，ArrayList是采用Object類型的數組實現的。

ArrayList開始定義了一些常量和變量：

private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    /**
     * Default initial capacity.
     * ArrayList初始化默認容量大小為10，見無參構造函數。
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    /**
     * Shared empty array instance used for empty instances.
     * 空實例共享的空數組實例。
     */
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /**
     * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
     * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
     * first element is added.
     * 默認大小的空實例共享的空數組實例。將它與EMPTY_ELEMENTDATA區分開，以便確定當添加了第一個成員之後擴充多大。
     */

    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; 

  /** 
    * 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. 
    * ArrayList成員存儲在這個數組緩沖區中。
    * 容量大小是這個緩沖區的長度，任何elementDate==DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的空ArrayList
    * 在添加第一個成員時都會擴充到DEFAULT_CAPACITY大小，即容量為10。
    */ 

    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access 

 /** 
   * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). 
   * ArrayList的大小，註意是實際包含的成員個數。
   * @serial 
   */ 
    private int size;

3.構造函數

ArrayList有三個構造函數：

1）無參構造函數

    /**
     * Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
     * 構造一個初始容量為10的空list。
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

註意，這裏說構造一個初始容量為10的空list，但是賦給elementData的只是一個空的數組（原因後續說明）。

2）帶指定初始容量參數的構造函數

 /**
     * Constructs an empty list with the specified initial capacity.
     * 構造一個指定了初始容量的空list。
     * @param  initialCapacity  the initial capacity of the list
     *         initialCapacity指定list的初始容量
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     *         當指定容量值為負值時，拋出IllegalArgumentException異常
     */
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }

當指定的初始容量值大於零時，新建一個大小為initialCapacity的Object數組，並賦 elementData；

當指定的初始容量值為零時，將 EMPTY_ELEMENTDATA賦給elementData。

3）使用指定Collection構造ArrayList的構造函數

    /**
     * Constructs a list containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection‘s
     * iterator.
     * 構造一個包含指定Collection成員的list，成員的排列順序與使用Collection的
     * iterator返回的順序一致。
     * @param c the collection whose elements are to be placed into this list
     *        c 指定的Collection，它的所有元素都會被放在構造的list中
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     *         當指定的Collection為null是拋出NullPointerException異常
     */
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

既然是從指定的Collection構造ArrayList，那麽成員的類型就要保持不變，即ArrayList中的成員類型與Collection中的成員類型要相同。

先利用toArray()將Collection c轉換為數組，並讓elementData指向這個數組；

接下來，取出elementData的成員個數並賦值給size；

如果size不為0，則判斷elementData的成員類是否與Object類相同，不同則進行一次copy操作，並進行類型轉換；

如果size為0，則將elementData指向EMPY_ELEMENTDATA。

4.trimToSize()方法

/**
     * Trims the capacity of this <tt>ArrayList</tt> instance to be the
     * list‘s current size.  An application can use this operation to minimize
     * the storage of an <tt>ArrayList</tt> instance.
     * 將ArrayList實例的容量trim為list的當前size。
     * 應用可以使用這個方法來最小化ArrayList實例的存儲空間。
     */
    public void trimToSize() {
        modCount++;
        if (size < elementData.length) {
            elementData = (size == 0)
              ? EMPTY_ELEMENTDATA
              : Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }

modCount用來記錄修改次數，modCount主要用於多線程環境下，因為ArrayList是非線程安全的，這裏使用了Fail-Fast機制。任何對ArrayList的修改都會增加modCount的值，在叠代器初始化過程中會將這個值賦給叠代器的 expectedModCount。在叠代過程中，會判斷 modCount是否等於 expectedModCount，如果不等，說明其他線程修改了ArrayList，就要拋出ConcurrentModificationException 異常。

理解這個函數的前提是分清楚size和length的不同之處：

size是ArrayList實際包含的成員個數；而length是ArrayList的容量，即最多容納多少元素。

比如ArrayList的length可以為10，但是只包含6個成員，其余為null。

trimToSize()方法的目的就是使length等於size，以節約存儲空間。

當size小於elementData的length時：

如果size為0，說明 elementData 不包含任何成員，把elementData指向 EMPTY_ELEMENTDATA 即可；

如果size不為0，說明elementData包含成員，這時調用copyOf()，做一次copy，使ArrayList的容量大小和size相等（這裏主要目的是理解ArrayList，暫時不對copyOf()進行說明，後續文章詳細介紹）。

下篇文章我們主要分析ArrayList的擴容機制。

ArrayList源碼解析（一）