Java ArrayList动态扩容机制-CFANZ编程社区

手把手看源码

ArrayList：
1. 可动态修改的数组
2. 没有固定大小的限制

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在add()函数处打个断点，开始debug起来！

然后点击：Force Step Into
在这里插入图片描述
首先进入的是自动装箱机制：

点击 Step into跳回到add这里

再次点击Force Step Into，进入add函数

在这里插入图片描述
从函数名字也能看出ensureCapacityInternal(size + 1)便是负责执行ArrayList的动态扩容的。
再次点击Force Step Into，进入ensureCapacityInternal()函数：

调用了 ensureExplicitCapacity()函数，ensureCapacityInternal方法调用ensureExplicitCapacity 方法实现动态扩容，在调用ensureExplicitCapacity 方法之前，java还调用了calculateCapacity(elementData, minCapacity)，下面先看一下这个函数：

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

入参elementData便是ArrayList真正用于存储元素的数组,minCapacity代表elementData数组的新长度(原数组长度+要增加的数组长度)，add方法意在ArrayList尾部加入新元素，那么此时ArrayList的minCapacity便是size+1,其中size表示此ArrayList实际存储数据元素的个数，minCapacity表示的含义就是：如果我要add(element)成功执行的话，那数组的容量应该至少为size+1，否则add()失败。
calculateCapacity()：判断ArrayList默认的元素存储数据是否为空,其中DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA含义为下：

/**
     * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
     * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
     * first element is added.
     */
    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

如果elementData为空，则返回传入的minCapacity和DEFAULT_CAPACITY中的最大值，其中DEFAULT_CAPACITY为elementData数组的默认长度：

/**
     * Default initial capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

然后我们在分析ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity))方法,ensureExplicitCapacity方法源码如下：

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

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

入参minCapacity即为add()函数成功执行所要求的数组最小的容量，而elementData.length为数组当前数组的最大容量，如果add()函数要求的最小容量大于当前数组的最大容量，那说明需要扩容，执行grow()函数

private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        //扩容后的容量为1.5*oldCapacity 
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //oldCapacity如果仍然比add()要求的最小容量小，那么直接讲minCapacity 赋值给newCapacity(Integer.MAX_VALUE - 8),则执行hugeCapacity
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
         //如果新容量大于MAX_ARRAY_SIZE 
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        //讲新的数组赋值给elementData
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
   
   private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }

图解

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(1);
    }

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