一．首先來看一下ArrayList的類圖：

1，實現了RandomAccess介面，可以達到隨機訪問的效果。

2，實現了Serializable介面，可以用來序列化或者反序列化。

3，實現了List介面，是List的實現類之一

4，實現了Collection介面，是Collection家族的成員之一

5，實現了Iterable介面，代表可以對ArrayList進行For-each遍歷。

二．然後咱們來看一下ArrayList的相關屬性：

1，Long serialVersionUID = 8683452581122892189L，ArrayList序列化的版本ID。

2，Int DEFAULT_CAPACITY = 10，預設的初始容量為10

3，Final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {}，用於空例項的共享空陣列例項。(new ArrayList(0))

4，Final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}，用於提供預設大小的例項的共享空陣列例項。(new ArrayList())

5，transient Object[] elementData。儲存ArrayList的陣列緩衝區，ArrayList的容量是陣列的長度。

6，Int size，ArrayList中元素的數量。

三.接著來看一下ArrayList的構造方法：

有參構造方法：很清晰的可以看出，如果initalCapacity>0，那麼就建立一個新的長度為initalCapacity的ArrayList，如果initakCapacity=0，就用空例項的共享空陣列例項EMPTY_ELEMENTDATA。其他情況就丟擲非法請求。

無參構造方法：也可以很清晰的看出，如果使用者不傳入初始容量，那麼ArrayList就會使將預設大小的例項的共享空陣列例項賦值給elementData。

帶集合引數的構造方法：

這也是將集合轉換為陣列的一個方法。@param c，集合，代表集合中的元素都會被放到List當中。@throws 如果集合為空，就丟擲空指標異常。為了防止c.toArray不正確的執行，導致沒有返回一個Object[]，進行了相關的特殊處理。如果陣列的大小等於0的話，那麼就將預設的陣列空例項大小賦值給elementData。

四．測試異常

那麼為什麼c.toArray會不返回一個Object[].class呢？來咱們寫一些測試類，來測試一下。 

如果c.toArray一直會返回Object[].class，那麼輸出的結果都會是java.lang.Object。但是測試結果如下圖。顯然從測試結果上，可以看出java.util.ArrayList會返回一個Object物件，但是java.util.Arrays$ArrayList(Array的私有內部類ArrayList)卻返回了String物件。這是為什麼呢？

翻看ArrayList的toArray方法，會發現使用了Array.copyOf方法。

那麼我們繼續往下走，看一下這個copyOf方法已經該方法的具體實現形式。

通過這個三元運算子，也能夠看出這一個複製的邏輯。如果newType是Object型別的話，那麼就返回陣列的型別為Object，如果不是的話，就是newType型別的。而我們在ArrayList的toArray方法裡面放入的elementData前面已經講解過是Object型別的，所以ArrayList必然就是一個Object型別。

看完ArrayList內部的toArray原始碼之後，我們來看一下Array中的內部ArrayList的原始碼：

只截取了部分原始碼，可以看出內建的ArrayList是直接把接收到的陣列賦值給a，然後通過toArray方法，直接把a的克隆返回，而這是傳入的資料是什麼型別，返回的就是什麼型別。所以，在我們上面的例子中，實際上返回的是String型別的陣列，再將其中的元素賦值成Object型別的，自然報錯。

好，看完了ArrayList的屬性和構造方法，咱們來看一下ArrayList的相關方法。

五．新增元素

在列表的最後新增元素，同時在父類中的abstractList中有記錄modCount屬性，用來記錄陣列修改的次數。

在指定位置新增指定的元素：

Index代表插入元素的位置，如果當前位置已經有了元素的話，那麼就將該元素和元素後面的所有元素向後移一位，可能會丟擲IndexOutOfBoundsException。這時候就需要考慮擴容了。

而這兩個插入的方法還需要呼叫一些相關的私有方法。去計算當然的容量，保證ArrayList的容量健康，原始碼放下面了，因為比較簡單，就不多說啦。

六．擴容機制

新增方法自然和擴容是分不開的。ArrayList自然也是有一套非常完善的擴容機制的，先前不是說了嗎，如果在新增元素的時候容量不足，自然就需要擴容了。

1，MAX_ARRAY_SIZE代表了整個陣列最大可以分配到的size，一些虛擬機器再陣列中預留了一些header—words，如果想要嘗試分配更大的size，很有可能會報OOM的錯誤。

2，minCapacity:期望的最小容量，所以擴容一定要比這個數大。

3，最大容量返回Inter.MAX_VALUE。

正常情況下，新容量是原來容量的1.5倍，如果原容量的1.5倍比minCapacity小，那麼就擴容到minCapacity，特殊情況擴容到Inter.MAX_VALUE

這也就解釋了為什麼為什麼空例項預設陣列有的時候是EMPTY_ELEMENTDATA，而又有的時候是DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA。New ArrayList()會將elementData賦值為DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，new ArrayLIst(0)，會將elementData賦值為EMPTY_ELEMENTDATA。後者新增元素會擴容到容量為1，前者擴容之後容量為10。

 七．刪除的方法

刪除指定下面元素的方法

1，index：刪除的指定下標

2，下標越界會丟擲IndexOutOfBoundsException

刪除指定元素的方法

如果存在，那麼刪除返回true，否則的話返回false，o表示指定的元素

私有的移除方法：

私有的刪除方法，跳過邊界檢查且不返回移除的元素。

八．查詢的方法

查詢指定元素所在的位置

查詢指定位置的元素

這個方法直接返回elementData陣列指定下標的元素，效率還是很高的，所以ArrayList的for迴圈遍歷的效率還是很高的。

九．序列化方法

ArrayList是可以序列化和反序列化的，具體實現的方法如下：

將ArrayList的例項的狀態儲存到一個流裡面。

根據一個流重新生成一個ArrayList。根據序列化的方法可以看出，elementData之所以用transient修飾，是因為JDK不想將整個elementData都序列化或者反序列化，而只是將size和實際儲存的元素進行序列化或者反序列化，從而節省空間和時間。

十．建立子陣列

SubList的set()方法，是直接修改ArrayList中的elementData陣列的，所以在使用的時候一定要注意，同時SubList是沒有實現Serializable介面的，所以是不能序列化的。

十一．迭代器

建立迭代器的方法，和Itr相關屬性，hasNext()方法和next方法，cursor表示下一個要返回的元素的下標，lastRet表示最後一個元素的下標，沒有元素返回-1，expectedModCount表示期望的count。

在迭代的時候，會檢驗modCount是否等於expectedModCount，不等於的話就會丟擲著名的ConcurrentModificationException異常。

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