java集合类源码学习三——ArrayList

　　ArrayList无疑是java集合类中的一个巨头，而且或许是使用最多的集合类。ArrayList继承自AbstractList抽象类，实现了List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口，这意味着ArrayList可以随机取数据，支持浅拷贝和序列化。ArrayList可以存放各种类型的值，有序、可重复而且可以存放null，这里的有序指的是按顺序存放，而不是自动排序。它有一个默认容量DEFAULT_CAPACITY = 10，还定义了两个空数组EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，同样都是静态私有不可变的Object数组，那么为什么要弄两个，从取名上看EMPTY_ELEMENTDATA指的是空数组，而DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA指的是默认容量的未存放元素的空数组。从后面的代码可以看出，给数组长度赋默认值之前，是与DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA比较的，而让数组为空数组则是与EMPTY_ELEMENTDATA比较的，如果非要说有差别，也就这点了，有点脱裤子放屁的意味。然后定义了一个object数组elementData，用transient修饰的，表示不可以被序列化，这就是ArrayList的底层实现，本质是个数组。提供了三个构造器，一个无参，一个可指定长度，还有一个可将其他Collection的集合转化成ArrayList，下面是第三个构造器的代码

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;
        }
    }

　　里面有个判断class的操作，用于把从其他集合转到数组的非Object类型转化成Object类型数组。ArrayList底层既然是数组，那么最大长度也就为Integer的最大值减8，同样在扩容的时候如果这个长度不够，可以用hugeCapacity，也即Integer的最大值。下面是插入到一个位置和获取一个位置的值的代码

public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index);
    }

　　可以看到，插入元素需要把该位置及后面的元素全部往后移一位，时间复杂度为O(n)，而获取一个元素，只需要根据索引定位过去就行，时间复杂度为O(1)。其余的操作基本就是各种对数组的操作，每次操作都会有一个modCount++，表示修改过一次，用的最多的方法System.arraycopy(Object src, int srcPos,Object dest, int destPos,int length)，这是一个native方法，用于快速拷贝一段数组到另一个位置。后面还有迭代器Iterator和listIterator的具体实现，这个之前也分析过了，没什么区别。

　　后面还有些JDK1.8加的支持函数式编程的方法，先不提。由于ArrayList的方法不是同步的，因此在多线程访问的时候如果有对其进行操作，不是线程安全的。所以在多线程用的时候需要加个同步锁，或者别的线程安全的集合类。