Java ArrayList類源碼解析

ArrayList是最經常使用的集合類，底層是由數組實現的

首先能夠看到，有兩個static final對象數組，也就是被線程間共享的，EMPTY_ELEMENTDATA是非default大小的空集合，緣由是要辨別第一次添加元素時應該擴展的大小。

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

transient Object[] elementData;這裏是存儲實際元素的對象數組，transient關鍵字表示該部份內容不能被序列化，ArrayList實際上序列化調用的是writeObject和readObject方法，而不是直接由elementData進行序列化，緣由是elementData裏面有空元素，這部分不須要進行序列化，能夠節約內存和時間。

private int size;是實際元素的個數

protected transient int modCount = 0;modCount的做用的保證線程安全，ArrayList自己是非同步的集合類，出現遍歷操做都要檢查modCount值是否改變。除了自身的set方法外，其餘全部存在對elementData寫入的操做都會增長modCount值。

public ArrayList(int initialCapacity)給定參數爲0時elementData直接賦值爲EMPTY_ELEMENTDATA，不然新建一個指定大小的數組

public ArrayList()直接賦值DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA

public ArrayList(Collection<? extends E> c)若集合c不爲空，elementData引用c.toArray產生的數組，若產生的不是Object[]須要再調用Arrays.copyOf進行復制。集合爲空則賦值爲EMPTY_ELEMENTDATA

public void trimToSize()經過Arrays.copyOf將elementData中的空元素去掉，若size==0則賦值爲EMPTY_ELEMENTDATA

public void ensureCapacity(int minCapacity)參數給定所需的最小大小，檢查該大小是否大於最小擴展大小（DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA時該值爲10不然爲0），大於時調用ensureExplicitCapacity(minCapacity)對集合進行擴展，能夠手動調用

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity)和上一個類似，add元素時檢查大小是否足夠，仍未DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA時擴展10和minCapacity的較大值，不然直接擴展minCapacity

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) minCapacity大於elementData的元素個數時，調用grow(minCapacity)，不管是否增加了大小，該方法都會增長modCount

private void grow(int minCapacity)增加大小爲minCapacity和elementData.length*1.5中的較大值，最大不能超過Integer.max(2的31次)-8，經過Arrays.copyOf複製元素

public int size()返回size值

public boolean isEmpty()返回size是否爲0

public int indexOf(Object o)o爲null時檢查elementData中是否有元素==o，不然檢查是否有o.equals(x)，存在則返回第一個符合的下標，不存在返回-1

public int lastIndexOf(Object o)與上一個方法相比區別在於從尾部開始遍歷，返回的是下標最大的一個

public boolean contains(Object o)調用indexOf，返回不爲-1時爲true

public Object clone()新建一個ArrayList，elementData複製過去，其餘內部變量也相同

public Object[] toArray()返回Arrays.copyOf(elementData, size)，因此不含後面的空數組

public <T> T[] toArray(T[] a)若a.length<size，則新建一個包含elementData中實際對象的數組返回。不然將elementData中的元素複製給a並設a[size] = null，返回a

public E get(int index)獲取指定下標元素內容

public E set(int index, E element)將指定下標元素改成element並返回舊值

public boolean add(E e)檢查數組大小是否須要擴展後，添加元素，增長size，必定會增長modCount

public void add(int index, E element)先檢查index是否符合範圍，而後檢查數組大小是否須要擴展，將index後的元素向後複製覺得，而後elementData[index]=element，必定會增長modCount

public E remove(int index) 先檢查index是否符合範圍，而後modCount增長，index後的元素往前複製一位，elementData[size]的值爲null便於觸發gc，size減一，返回舊元素的值

public boolean remove(Object o)首先按照indexOf的邏輯尋找第一個相等的元素，若是存在則將後面的元素往復制一位最後一個元素設爲null並增長modCount返回true，不然返回false。由於index確定是符合返回的，因此調用不檢查index是否符合範圍private void fastRemove(int index)

public void clear()modCount增長，將size個元素都設爲null，size改成0

public boolean addAll(Collection<? extends E> c)經過System.arraycopy將c的元素複製到集合的後面，modCount增長，size增長c的元素個數，若新size不爲0則返回true

public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)和上面相比區別在於要將c複製到從index開始的位置而不是末尾，一樣會增長modCount

protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex)增長modCount，將toIndex後面的元素複製到fromIndex開始的位置，多餘的設爲null便於觸發GC，修改size值

public boolean removeAll(Collection<?> c)移除和c中相同的元素，若本來集合中元素個數變更增長modCount

public boolean retainAll(Collection<?> c)保留和c中相同的元素，若本來集合中元素個數變更增長modCount

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) 序列化函數，經過s.writeObject將對象寫入到輸出流中，經過檢查modCount的值是否改變來確保線程安全

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)序列化函數，經過s.readObject()將輸入流中的對象讀取到elementData中

public Iterator<E> iterator()返回一個實現的迭代器，只能從頭向尾移動，移動時元素個數不能被其餘線程改變。能夠移除和forEachRemaining (Consumer<? super E> consumer)進行批量操做，批量操做時modCount不能被其餘線程改變

public ListIterator<E> listIterator(int index)返回一個從指定下標開始的列表迭代器是Iterator<E>的繼承類，若不輸入參數默認從0開始。能夠先後移動，移動時檢查元素個數不能被其餘線程修改。額外提供了set和add方法。

public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)返回一個子集合，對子集合的add remove set操做會改變parent對應的元素，並改變二者的modCount值。subList爲抽象類，自己並無elementData區域，對他元素的操做會直接操做在parent的elementData上

public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)根據過濾器filter移除符合的元素，整個過程要求modCount不能被其餘線程改變，先用一個BitSet存儲要刪除的序號，而後經過removeSet.nextClearBit(i)進行復制移動，最後modCount++

public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator)根據規則替換全部符合的元素，會改變modCount

public void sort(Comparator<? super E> c)排序，會改變modCount