ArrayList-源码分析-自动扩容机制

ArrayList类：

public class ArrayList....{

......

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; //默认容量 10
transient Object[] elementData; //存放元素的数组
private int size;　　//实际元素个数
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //没有元素时的默认容量 也就是 0

...... }

无参构造

    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }

通过构造方法可以知道，新创建的 ArrayList 容量是0,size=0

以add方法为入口分析 ArrayList 的复制宽容机制：

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

add方法成功时返回true,过程调用ensureCapacityInternal，新建时size等于0

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

ensureExplicitCapacity 调用 ensureExplicitCapacity，传参 calculateCapacity(elementData, minCapacity)

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}

新建时，我们已经看过无参构造中把 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 赋值给 elementData ，所以上面的方法中if条件成立，返回 Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);

而 DEFAULT_CAPACITY 是10，所以当新建或装入的元素个数小于10时，都是返回10，当大于10的时候，返回的时minCapacity，而 minCapacity 其实等于 size + 1。

执行完 calculateCapacity，将结果传入 ensureExplicitCapacity：

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

如果元素个数小于10，传入的数就是10，此时 minCapacity - elementData.length > 0 成立，执行 grow(10)。

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    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);
}

grow( int minCapacity ) 就是其扩容方法，元素个数小于10时 ，例如 新建时 oldCapacity = 0；newCapacity = 0；第一个if成立，newCapacity = 10 ，进入第二个if ，这里 MAX_ARRAY_SIZE 的定义：

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

也就是说 MAX_ARRAY_SIZE非常大，对于我们正常开发中的实际情况，第二个if都是不成立的，如果成立将会调用 hugeCapacity方法，这种情况很少，我们继续往下：

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

执行Arrays.copyOf 后 elementData 容量从0到了10。

10个以后呢？

带着size=10，从新走一遍上面的代码：

进入add方法后执行：ensureCapacityInternal(10+ 1)：

    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }

先调用

    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }

返回  minCapacity，进入 ensureExplicitCapacity（11）：

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

条件11-10>0成立进入 grow（11）：

    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        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);
    }

oldCapacity = 10，newCapacity = 10 + 10/2 = 15；第一个if不成立，第二个条件不成立，执行 Arrays.copyOf方法，elementData 完成了复制元素并把容量从10变成15。

总结：

没有向集合中添加任何元素时，容量0，添加一个元素后容量10，当超过10个后，每次以1.5倍的扩充容量。