• 默認初始容量大小
  */
  private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

  private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

  /*
  默認構造函數，使用初始容量10構造一個空列表(無參數構造)
  */
  public ArrayList() {
  this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
  }

  /**

• 帶初始容量參數的構造函數。（用戶自己指定容量）
  

  */
  public ArrayList(int initialCapacity) {
  if (initialCapacity > 0) {//初始容量大於0
  //創建initialCapacity大小的數組
  this.elementData = new Object[initialCapacity];
  } else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等於0
  //創建空數組
  this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
  } else {//初始容量小於0，拋出異常
  throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
  
  initialCapacity);
  }
  }

  /*
  構造包含指定collection元素的列表，這些元素利用該集合的叠代器按順序返回
  如果指定的集合為null，throws NullPointerException。
  /
  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;
  }
  }

復制代碼
細心的同學一定會發現 ： 以無參數構造方法創建 ArrayList 時，實際上初始化賦值的是一個空數組。當真正對數組進行添加元素操作時，才真正分配容量。即向數組中添加第一個元素時，數組容量擴為10。 下面在我們分析 ArrayList 擴容時會降到這一點內容！

二 一步一步分析 ArrayList 擴容機制
這裏以無參構造函數創建的 ArrayList 為例分析

1. 先來看 add 方法
   /**
   • 將指定的元素追加到此列表的末尾。
     */
     public boolean add(E e) {
     //添加元素之前，先調用ensureCapacityInternal方法
     ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
     //這裏看到ArrayList添加元素的實質就相當於為數組賦值
     elementData[size++] = e;
     return true;
     }
     復制代碼
2. 再來看看 ensureCapacityInternal() 方法
   可以看到 add 方法 首先調用了 ensureCapacityInternal(size + 1)

//得到最小擴容量
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// 獲取默認的容量和傳入參數的較大值
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

復制代碼
當 要 add 進第1個元素時，minCapacity為1，在Math.max()方法比較後，minCapacity 為10。

3. ensureExplicitCapacity() 方法
   如果調用 ensureCapacityInternal() 方法就一定會進過（執行）這個方法，下面我們來研究一下這個方法的源碼！

//判斷是否需要擴容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        //調用grow方法進行擴容，調用此方法代表已經開始擴容了
        grow(minCapacity);
}

復制代碼
我們來仔細分析一下：

當我們要 add 進第1個元素到 ArrayList 時，elementData.length 為0 （因為還是一個空的 list），因為執行了 ensureCapacityInternal() 方法 ，所以 minCapacity 此時為10。此時， minCapacity - elementData.length > 0 成立，所以會進入 grow(minCapacity) 方法。
當add第2個元素時，minCapacity 為2，此時e lementData.length(容量)在添加第一個元素後擴容成 10 了。此時， minCapacity - elementData.length > 0 不成立，所以不會進入 （執行） grow(minCapacity) 方法。
添加第3、4···到第10個元素時，依然不會執行grow方法，數組容量都為10。
直到添加第11個元素，minCapacity(為11)比elementData.length（為10）要大。進入grow方法進行擴容。

4. grow() 方法
   /**

   • 要分配的最大數組大小
     */
     private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

   /**

   • ArrayList擴容的核心方法。
     */
     private void grow(int minCapacity) {
     // oldCapacity為舊容量，newCapacity為新容量
     int oldCapacity = elementData.length;
     //將oldCapacity 右移一位，其效果相當於oldCapacity /2，
     //我們知道位運算的速度遠遠快於整除運算，整句運算式的結果就是將新容量更新為舊容量的1.5倍，
     int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
     //然後檢查新容量是否大於最小需要容量，若還是小於最小需要容量，那麽就把最小需要容量當作數組的新容量，
     if (newCapacity - minCapacity < 0)
     newCapacity = minCapacity;
     // 如果新容量大於 MAX_ARRAY_SIZE,進入(執行) hugeCapacity() 方法來比較 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE，
     //如果minCapacity大於最大容量，則新容量則為Integer.MAX_VALUE，否則，新容量大小則為 MAX_ARRAY_SIZE 即為 Integer.MAX_VALUE - 8。
     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);
     }
     復制代碼
     int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次擴容之後容量都會變為原來的 1.5 倍！記清楚了！不是網上很多人說的 1.5 倍+1！

">>"（移位運算符）：>>1 右移一位相當於除2，右移n位相當於除以 2 的 n 次方。這裏 oldCapacity 明顯右移了1位所以相當於oldCapacity /2。對於大數據的2進制運算,位移運算符比那些普通運算符的運算要快很多,因為程序僅僅移動一下而已,不去計算,這樣提高了效率,節省了資源 ?

我們再來通過例子探究一下 grow() 方法 ：
hugeCapacity
這裏補充一點比較重要，但是容易被忽視掉的知識點：
java 中的 length 屬性是針對數組說的,比如說你聲明了一個數組,想知道這個數組的長度則用到了 length 這個屬性.
java 中的 length() 方法是針對字符串說的,如果想看這個字符串的長度則用到 length() 這個方法.
java 中的 size() 方法是針對泛型集合說的,如果想看這個泛型有多少個元素,就調用此方法來查看!

5. hugeCapacity() 方法。
   從上面 grow() 方法源碼我們知道： 如果新容量大於 MAX_ARRAY_SIZE,進入(執行) hugeCapacity() 方法來比較 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE，如果minCapacity大於最大容量，則新容量則為 Integer.MAX_VALUE ，否則，新容量大小則為 MAX_ARRAY_SIZE 即為 Integer.MAX_VALUE - 8 。

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
//對minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE進行比較
//若minCapacity大，將Integer.MAX_VALUE作為新數組的大小
//若MAX_ARRAY_SIZE大，將MAX_ARRAY_SIZE作為新數組的大小
//MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
復制代碼
三 System.arraycopy() 和 Arrays.copyOf() 方法
閱讀源碼的話，我們就會發現 ArrayList 中大量調用了這兩個方法。比如：我們上面講的擴容操作以及 add(int index, E element) 、 toArray() 等方法中都用到了該方法！

3.1 System.arraycopy() 方法
/**

• 在此列表中的指定位置插入指定的元素。
  先調用 rangeCheckForAdd 對index進行界限檢查；然後調用 ensureCapacityInternal 方法保證capacity足夠大；
  再將從index開始之後的所有成員後移一個位置；將element插入index位置；最後size加1。
  */
  public void add(int index, E element) {
  rangeCheckForAdd(index);

  ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
  //arraycopy()方法實現數組自己復制自己
  //elementData:源數組;index:源數組中的起始位置;elementData：目標數組；index + 1：目標數組中的起始位置； size - index：要復制的數組元素的數量；
  System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
  elementData[index] = element;
  size++;

  }
  復制代碼
  我們寫一個簡單的方法測試以下：

public class ArraycopyTest {

public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    int[] a = new int[10];
    a[0] = 0;
    a[1] = 1;
    a[2] = 2;
    a[3] = 3;
    System.arraycopy(a, 2, a, 3, 3);
    a[2]=99;
    for (int i = 0; i < a.length; i++) {
        System.out.println(a[i]);
    }
}

}
復制代碼
結果：

0 1 99 2 3 0 0 0 0 0
復制代碼
3.2 Arrays.copyOf() 方法
/*
以正確的順序返回一個包含此列表中所有元素的數組（從第一個到最後一個元素）; 返回的數組的運行時類型是指定數組的運行時類型。
/
public Object[] toArray() {
//elementData：要復制的數組；size：要復制的長度
return Arrays.copyOf(elementData, size);
}
復制代碼
個人覺得使用 Arrays.copyOf() 方法主要是為了給原有數組擴容，測試代碼如下：

public class ArrayscopyOfTest {

public static void main(String[] args) {
    int[] a = new int[3];
    a[0] = 0;
    a[1] = 1;
    a[2] = 2;
    int[] b = Arrays.copyOf(a, 10);
    System.out.println("b.length"+b.length);
}

}
復制代碼
結果：

10
復制代碼
3.3 兩者聯系和區別
聯系：
看兩者源代碼可以發現 copyOf() 內部實際調用了 System.arraycopy() 方法

區別：
arraycopy() 需要目標數組，將原數組拷貝到你自己定義的數組裏或者原數組，而且可以選擇拷貝的起點和長度以及放入新數組中的位置 copyOf() 是系統自動在內部新建一個數組，並返回該數組。

四 ensureCapacity 方法
ArrayList 源碼中有一個 ensureCapacity 方法不知道大家註意到沒有，這個方法 ArrayList 內部沒有被調用過，所以很顯然是提供給用戶調用的，那麽這個方法有什麽作用呢？

/*
如有必要，增加此 ArrayList 實例的容量，以確保它至少可以容納由minimum capacity參數指定的元素數。

• @param minCapacity 所需的最小容量
  */
  public void ensureCapacity(int minCapacity) {
  int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
  // any size if not default element table
  ? 0
  // larger than default for default empty table. It‘s already
  // supposed to be at default size.
  : DEFAULT_CAPACITY;

  if (minCapacity > minExpand) {
      ensureExplicitCapacity(minCapacity);
  }

  }

復制代碼
最好在 add 大量元素之前用 ensureCapacity 方法，以減少增量從新分配的次數
我們通過下面的代碼實際測試以下這個方法的效果：

public class EnsureCapacityTest {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>();
final int N = 10000000;
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < N; i++) {
list.add(i);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("使用ensureCapacity方法前："+(endTime - startTime));

    list = new ArrayList<Object>();
    long startTime1 = System.currentTimeMillis();
    list.ensureCapacity(N);
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        list.add(i);
    }
    long endTime1 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("使用ensureCapacity方法後："+(endTime1 - startTime1));
}

}
復制代碼
運行結果：

使用ensureCapacity方法前：4637
使用ensureCapacity方法前：241

復制代碼
通過運行結果，我們可以很明顯的看出向 ArrayList 添加大量元素之前最好先使用 ensureCapacity 方法，以減少增量從新分配的次數

【面試必備】透過源碼角度一步一步帶你分析 ArrayList 擴容機制