ArrayList初始化 - Java那些事兒

ArrayList部分一共五篇文章了，而且引入了時間複雜度來分析，強烈建議你們必定要按順序閱讀，本文是第1篇。

前些天的文章，反覆的畫圖，不停的重複，就是想讓你們理解，對象在內存中是什麼樣的。也是爲今天的及之後的講解打下基礎。若是要說你們在寫Java代碼的時候哪一個類用得最多，我想除了String，基本上就是ArrayList了吧，那今天咱們說說ArrayList。

首先ArrayList是一個普通的類，咱們來看一段代碼：

首先：執行List<Person> list1 = new ArrayList<>();當看到new這個關鍵字的時候，咱們腦殼裏應該第一印象就是這貨在堆內存開闢了一塊空間，好咱們再來畫一畫。

注：常量池位於方法區，方法區位於堆內存，前面沒涉及到，因此沒畫方法區，如今補上

好，既然是new出來的，那咱們直接從構造函數入手，看一下構造函數作了什麼。

很簡單，就一行代碼，繼續看一下，this.elementData和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA分別是什麼

紅框裏的內容是否是似曾相識？是的，和String同樣，底層是數組，惟一的區別是String底層是char[]數組（忘了的能夠複習一下，傳送門：String是一個很普通的類 - Java那些事兒），而這兒是Object[]數組，也就是說該數組能夠聽任何對象（全部對象都繼承自父類Object）,執行完構造函數後，以下圖。

注：static修飾的變量，常駐於方法區，咱們不須要new，JVM會提早給咱們初始化好，這個特性在實際開發過程當中，常常拿來作緩存。在 讓人疑惑的Java代碼 - Java那些事兒 一文中，咱們文中Integer的緩存就是最好的例子。static變量又叫類變量，無論該類有多少個對象，static的變量只有一份，獨一無二。
fianl修飾的變量，JVM也會提早給咱們初始化好。
transient這個關鍵字告訴咱們該對象在序列化的時候請忽略這個元素，後續咱們會講序列化，這兒先跳過。

繼續執行：List<Person> list2 = new ArrayList<>();

ArrayList這個類的做者真是好貼心，new的時候連緩存都考慮到了，爲了不咱們反覆的建立無用數組，全部新new出來的ArrayList底層數組都指向緩存在方法區裏的Object[]數組。

繼續執行Person person1 = new Person("張三")

繼續，執行list1.add(person1)，很少說，看源碼ArrayList是怎麼處理add的。

咱們先看ensureCapacityInternal方法，方法裏有個參數是size，看們先看一下這個size從哪來的。

原來是一個成員變量，相信你們看到size一猜就知道大概是幹嗎的了吧。好，咱們在圖裏的ArrayList對象裏補上它，size是int基本數據類型，成員變量初始化的爲0。

繼續往下看

ensureCapacityInternal方法是在add裏面調用的。

再看grow方法

跟進到Arrays這個工具類，很簡單

再看copyOf()方法

最後咱們來看一下System.arraycopy()方法，好奇怪，這個方法只有定義，卻沒有實現，方法用了一個native來修飾。native的方法，是由其它語言來實現的，通常是(C或C++)，因此這兒沒有實現代碼。這是一個數組拷貝方法，你們還在寫for循環拷貝數組嗎？之後多用這個方法吧，簡單又方便還能得到得更好的性能。

注：native方法，咱們會後續會講解，咱們先關注本章內容。

因爲數組內容目前爲空，至關於沒有拷貝。折騰了這麼久，原來只是爲了建立一個默認長度爲10的Object[]數組，有些朋友說，直接new不就好了，這麼費勁，其實這裏面大有文章，別急，稍後會說，繼續畫圖。

再回過頭來看，add()這個方法，繼續往下執行：

很簡單，size如今是0，就是把傳進來的這個e(這裏是person1)，放到list1的elementData[]下標爲0的數組裏面，同時size加1，老規矩，上圖。

注意看紅框裏，雖然咱們list1裏的elementData數組的長度是10，可是size是1，size是邏輯長度，並非數組長度。

如今debug一下，驗證咱們圖裏的內容：

好的，執行一下本文開始那段代碼，看結果：

順便看一看size()方法的源碼：

有人說，呀，就一個元素，在堆內存中佔了10個位置，好浪費呀，沒辦法，你要享受ArrayList的便利與豐富的API，就得犧牲一下空間做爲代價。

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