ArrayList扩容机制

ArrayList源码：

首先，新增一个元素时，会调用ensureCapacityInternal函数，传入当前需要的大小，确定是否需要扩容。

    /**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return true (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

size是成员变量，默认为0

    /**
     * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
     *
     * @serial
     */
    private int size;

然后调用calculateCapacity确定当前需要的最小容量，调用ensureExplicitCapacity进行扩容

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

    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        // 如果还没有扩容过，获取DEFAULT_CAPACITY(默认值10)与minCapacity的最大值
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        return minCapacity;
    }

modCount为AbstractList的成员变量，为扩容的次数

1.当我们要 add 进第 1 个元素到 ArrayList 时，elementData.length 为 0 （因为还是一个空的 list），因为执行了 ensureCapacityInternal() 方法 ，所以 minCapacity 此时为 10。此时，minCapacity - elementData.length > 0 成立，所以会进入 grow(minCapacity) 方法。

2.当 add 第 2 个元素时，已经扩容过了，calculateCapacity直接返回minCapacity ，也就是 2。

此时 elementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成 10 了。此时，minCapacity - elementData.length > 0 不成立，所以不会进入 （执行）grow(minCapacity) 方法。

    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
 
        // overflow-conscious code
        // 如果第一次list的长度没有指定，minCapacity将为10
        // 初始化时,elementData.length默认为0,第一次添加元素就会扩容   
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }

进入核心函数grow():

private void grow(int minCapacity) {
        // oldCapacity为旧容量，newCapacity为新容量
        int oldCapacity = elementData.length;
        //将oldCapacity 右移一位，其效果相当于oldCapacity /2，
        //我们知道位运算的速度远远快于整除运算，整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍，
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //然后检查新容量是否大于最小需要容量，若还是小于最小需要容量，那么就把最小需要容量当作数组的新容量，
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
       // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE，
       //如果minCapacity大于最大容量，则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`，否则，新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。
        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);
    }

注意，如果容量为奇数，右移一位会把小数丢掉，11+11/2 = 21

最后进入Arrays.copyOf()方法：

    public static  T[] copyOf(U[] original, int newLength, Classextends T[]> newType) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
            ? (T[]) new Object[newLength]
            : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                         Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

这里 主要是创建了一个我们需要的容量的数组copy，然后把原数组的值辅助到copy中，再返回

进入System.arraycopy()方法：

    /**
    *   复制数组
    * @param src 源数组
    * @param srcPos 源数组中的起始位置
    * @param dest 目标数组
    * @param destPos 目标数组中的起始位置
    * @param length 要复制的数组元素的数量，所以传入的是Math.min(original.length, newLength)
    */
    public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                        Object dest, int destPos,
                                        int length);