关于ArrayList经验分享(源码分析)

集合的作用就是以一定的方式组织，存储数据。对于ArrayList，我认为需要的关注以下内容：

 1.集合的基本存储单元

 2.集合的增删改查基本操作的实现

 3.存储数据的要求，是否为空，是否允许重复

 4.存放与读取是否有序

 5.是否线程安全

基本存储单元

 ArrayList的源码片段：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
private int size;

底层存放的是Object[]数组，size不是数组长度，单独计算。

集合的增删改查基本操作的实现

1.新增元素

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

ensureCapacityInternal方法用于判断数组是否需要扩容，底层调用grow方法继续数组动态扩容，上面代码扩容了1.5倍的长度。Arrays.copyOf方法会先创建一个长度为newCapacity的数据，调用System.arraycopy将原先的elementData数据拷贝至新的数组中,这是顺序插入的实现。

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++;
}

这是中间插入的实现，先判断数组容量是否足够，之后从index位置开始，利用System.arraycopy做一个整体的数据复制并向后位移一个位置，将需要插入的元素放置在index位置。如果集合中的数据比较庞大，而且需要的插入前半部分操作比较多，ArrayList的效率会很低。

2.修改元素

public E set(int index, E element) {
rangeCheck(index);

E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}

比较简单，不详细说明。

3.删除元素

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

modCount++;
E oldValue = elementData(index);

int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

return oldValue;
}

删除方法和中间插入的实现差不多，System.arraycopy将数组从index位置复制并向前位移一个单位，完成后将最后一个元素置为null。

存储数据的要求，是否为空，是否允许重复

允许为空或者null，允许重复

存放与读取是否有序

底层实现是数组，所以有序

是否线程安全

非线程安全，因为所有方法都是不同步的。如果需要线程安全，可以使用Vector，Vector里的实现基本和ArrayList一致，每个方法都加入了synchronized，不同的地方是Vector多了一个增长因子capacityIncrement，数组扩容的时候回用到。

ArrayList的优缺点

优点：查找速度快，顺序插入速度快，缺点：删除和中间插入用到了数组拷贝，会影响性能。

适用场景：访问比较频繁，顺序插入比较多的场景。