ArrayList 源码分析扩容原理

Java基础知识中面试必问的包括集合，我们不仅要掌握集合语法的使用，也要了解集合体系中每个分支的底层数据结构。掌握了这些对集合已经有了比较深入的认识，接下来就是针对具体的细节深究，本文旨在通过追踪源码带大家初次认识一下ArrayList的扩容原理

提到ArrayList，我们可以脱口而出底层数据结构是数组，但是如果被追问，刚开始的时候ArrayList存数据时候，数组容量是多少？如果存的数据超过了初始容量的大小，该怎么？-----数组扩容增大容量。 扩容的细节是什么？带着这些疑问我们往下步步探索！

创建ArrayList有两种方式，使用无参构造器和使用有参构造器，两个办法的扩容逻辑也有区别

先看结论：
无参构造器：刚开始数组容量大小为0，第一次扩容到10，第二次扩容到1.5倍-----15，第三次扩容到1.5倍------22，第四次扩容到1.5倍-----33…
有参构造器：刚开始数组容量为自定义的大小，后面为1.5倍

无参构造器创建ArrayList的演示代码（在a1处打断点调试）

@Test
    public void Test02(){
        List list = new ArrayList();
        //elementDate初始容量为0
        //第一次扩容到10
        list.add("a1");  //断点
        list.add("a2");
        list.add("a3");
        list.add("a4");
        list.add("a5");
        list.add("a6");
        list.add("a7");
        list.add("a8");
        list.add("a9");
        list.add("a10");

        //需要扩容到15
        list.add("a11");   //断点
        list.add("a12");
        list.add("a13");
        list.add("a14");
        list.add("a15");

        //第三次扩容到22
        list.add("a12");  //断点
    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

现追踪第一次扩容底层执行流程，看看如何给数组分配大小并且存数据 a1


接下来该第二次扩容了，我们先不看源码，先根据上面的逻辑自己分析一下怎么实现的。

1. 进入add（E e）方法｛ 调用执行方法ensureCapacityInternal（参数为 10+1）｝
2. 调用执行方法ensureExclicitCapacity（ CaculateCapacity（10,11））
3. 调用执行方法CaculateCapacity（10,11）｛
   if（11== 0）不成立 所以直接 return 11｝
4. 调用执行方法ensureCapacityInternal（参数为 11）
5. 调用执行方法ensureExclicitCapacity（ CaculateCapacity（10,11））
6. 调用执行方法ensureExclicitCapacity（参数为11）｛
   if（11- 10 >0）成立--------->说明需要11个，现在只提供10个，需要扩容｝
7. 调用执行方法grow（11）｛
   oldCapacity =10
   newCapacity = 10 + 10/2 = 15
   if(15-11 < 0 ) 不成立-------->说明 提供的15个空间 足够 所需要的最少11个 的条件
   执行扩容方法Arrays.copyOf(10,15)
8. 总共15个空间已经扩容结束，elementData[10]存入元素 a11

经过debug调试验证，完全符合我们的推测。

拓展：解释一下图示方法