ArrayList源码解析

类结构

类继承体系

1. 继承自AbstractList类
2. 实现了List接口，实现了集合运算、集合增删改查的方法
3. 实现RandomAccess接口，这只是一个标志接口，里面没有方法，区别于LinkedList，表示ArrayList更适用于随机访问，即fori循环行性能比迭代器性能高
4. 实现Cloneable接口，可以调用clone方法进行深拷贝
5. 实现Serializable接口，可以使用ObjectInputStrem、ObjectReader等进行序列化与反序列化

核心属性

elementData是ArrayList底层的数据结构，即Object数组；transient关键字表示该变量无法被序列化，防止序列化破坏ArrayList的封装性
size是ArrayList对象的有效元素大小，当size增加到数组的容量时，将会触发扩容

这是ArrayList从AbstarctList继承来的属性，表示结构变化次数，每次扩容、删除等都会引起modCount的改变，它用于迭代器的快速失败，如果在迭代过程中出现了对ArrayList的修改导致modCount变化了，即结构发生变化，则迭代器会抛出Concurrent Modification Exception

ArrayList创建与基本使用

空参创建与首次扩容

通过空参构造器创建的ArrayList底层是一个空数组，在第一次添加元素时，这个常量将会被用于判断是否是空参构造的ArrayList，如果是空参构造的数组，在第一次添加元素进行扩容时，会被扩容为10

带参创建与扩容

传入指定容量

通过传入一个int类型可以指定底层数组的初始大小，现讨论传入0的特殊情况，这里底层同样会被初始化为空数组，但是区别于空参构造器，两者指向的并不是同一个对象，所以这里不会像空参构造一样在第一次扩容为10

传入已有集合参数

因为ArrayList底层使用的是Object数组，所以这里将数组转成Object类型

删除元素

根据索引删除

根据元素删除

根据索引区间删除

通过过滤器指定条件删除removeIf

修改元素

由此可见，ArrayList的set方法只能用来修改元素，不能用来增加元素，如果set方法传入的index在list长度之外，会在rangeCheck时报错IndexOutOfBoundsException

查询元素

ArrayList中常用方法

继承自List的集合处理方法(源码从上至下)

size和isEmpty

contains和indexOf

toArray

注意，这里的两个toArray方法不光实现了List接口还实现了AbstractCollection接口，可能有疑问实现的到底是哪个接口的方法，其实多虑了，这两个接口中任何一个类型的引用都可以传入ArrayList实例来调用这一段方法，下面这段代码佐证了这一点

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Method m = Class.forName("A").getDeclaredMethod("a");
        Method m2 = Class.forName("B").getDeclaredMethod("a");
        C c = new C();
        m.invoke(c);
        m2.invoke(c);
    }
}

interface A{
    void a();
}
interface B{
    void a();
}

class C implements A,B{

    @Override
    public void a() {
        System.out.println("a");
    }
}

clear

addAll

removeAll和retainAll

replaceAll和sort

序列化方法

• 上面核心属性部分可以看到，elementData被transient修饰，是不能直接通过ObjectOutputStream序列化的，而ArrayList又继承了序列化方法，具体的序列化方式如下
• ArrayList继承了Serialziable接口，表示ArrayList是可序列化的，它内部定义了readObject和writeObject方法，在序列化时，如果对象定义了这两个方法，则JVM会调用这两个方法来进行用户自定义的序列化和反序列化，没有定义则使用则默认调用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法
  

其他方法

修剪集合大小trimToSize

clone方法

forEach方法

sort方法排序

内部类

迭代器

ArrayList中定义了两个内部迭代器类：Itr、ListItr，其中Itr实现了Iterator接口，ListItr是Itr的子类

Itr

属性

构造器

方法

ListItr

ListItr是Itr的优化版本
构造器

方法

获取迭代器的方法

子视图

ArrayList中还有一个内部类SubList，用于从ArrayList中截取部分子视图
属性

子视图的方法和ArrayList基本一致，不做过多重复的分析，子视图的每一次操作都是利用ArrayList.this.elementData进行的，所以会直接修改ArrayList

获取子视图的方法

ArrayListSpliterator

ArrayListSpliterator是1.8加入的分割迭代器，相较于普通的Iterator迭代器，它的资源消耗更少，不需要next和hasNex配合，一个tryAdvance操作就可以完成迭代，而且分割迭代器还可以进行分区迭代

属性

构造器

方法