Java中的ArrayList容量及扩容方式 Java中的ArrayList容量及扩容方式

查看JDK1.8 ArrayList的源代码

1、默认初始容量为10
2、最大容量为 Integer.MAX_VALUE - 8
3、扩容方式：

Java ArrayList() 扩容原理

先看下 ArrayList 的属性以及构造方法，这个比较重要
上看说的是初始化场景，下面看一下其他场景，也是相当简单
结论

查看JDK1.8 ArrayList的源代码
1、默认初始容量为10

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

2、最大容量为 Integer.MAX_VALUE - 8

/*** The maximum size of array to allocate.* Some VMs reserve some header words in an array.* Attempts to allocate larger arrays may result in* OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit*/private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

原因：之前参考别人的，有待求证：
数组对象有一个额外的元数据，用于表示数组的大小；
数组长度size为int类型，共32位，有一位符号位，所以最大长度为Integer.MAX_VALUE=https://www.it610.com/article/2^31= 2,147,483,648；
8bytes用来存储size；

3、扩容方式：
（1）首先传递进来一个希望的最小容量minCapacity；
（2）新容量newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)，即新容量等于原容量的1.5倍；
（3）如果minCapacity > newCapacity ，newCapacity = minCapacity ;
（4）如果 newCapacity > 最大容量 MAX_ARRAY_SIZE ，newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
（5）以新容量拷贝原数据

/*** Increases the capacity to ensure that it can hold at least the* number of elements specified by the minimum capacity argument.** @param minCapacity the desired minimum capacity*/private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint 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 = https://www.it610.com/article/Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError(); return (minCapacity> MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE; }

Java ArrayList() 扩容原理平常都是直接使用 ArrayList()，今天特地看一下 ArrayList() 的扩容原理。

先看下 ArrayList 的属性以及构造方法，这个比较重要
先看下属性

// ArrayList 默认容量大小private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; // 一个共享的空数组, 在空实例时使用private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = https://www.it610.com/article/{}; // 一个共享的空数组, 在使用默认 size 的空实例时使用private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; /*存储 ArrayList 元素的数组缓冲区重点1: ArrayList 的容量是数组缓冲区的长度重点2: 从这个元素也可以看的出来 ArrayList() 的底层就是一个 Object[]add 第一个元素时, 任何带有 elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的空 ArrayList 都将被扩展为 DEFAULT_CAPACITY*/transient Object[] elementData; // ArrayList 的大小, 我们平常使用的 list.size() 底层就是记录的这个 sizeprivate int size; // ArrayList 最大private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

再看构造器，带参构造器

/*带参构造器, 参数为容量大小, 例如: 初始化一个容器为 20 类型为 Integer 的 ArrayListArrayList list = new ArrayList<>(20); */public ArrayList(int initialCapacity) { /* 初始化容量 > 0, elementData 初始化为初始化容量大小的数组初始化容量 = 0, elementData = https://www.it610.com/article/EMPTY_ELEMENTDATA (空数组) 初始化容量 < 0, 直接抛出异常 */if (initialCapacity> 0) {this.elementData = https://www.it610.com/article/new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) {this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else {throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity); }}

参数为 Collection 的构造器

/*将一个参数为 Collection 的集合转换为 ArrayList*/public ArrayList(Collection c) {// Collection 转换为数组 Object[] 类型 elementData = https://www.it610.com/article/c.toArray(); // 判断当前对象大小是否和 Collection 长度相等并且不等于 0, false 的话 elementData 等于空数组了if ((size = elementData.length) != 0) {// c.toArray() 可能不会正确地返回一个 Object[] 数组，所以使用 Arrays.copyOf()if (elementData.getClass() != Object[].class)elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else {this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; }}

不带参构造器

/*不带参构造器就像我们平时使用一样, 直接 new 一个 ArrayList 不需要传递任何参数构造方法中直接将 elementData 初始化为 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA (空数组)*/public ArrayList() {this.elementData = https://www.it610.com/article/DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }

看到这里就发现，带参的构造器我们可以直接传递参数，而默认的构造器怎么怎么样初始化容量大小的呢？
add() 方法可以直接得到答案。

public boolean add(E e) { // 这一行是关键, 看下面ensureCapacityInternal(size + 1); // 将元素追加到集合的末尾假如当前 size = 10 size++ 追加到第 11 位elementData[size++] = e; return true; }

ensureCapacityInternal() 方法调用

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { /* calculateCapacity() 方法, 刚初始化时会返回 10, 其他情况返回当前 size + 1 ensureExplicitCapacity() 方法, 调用扩容 */ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { /* 使用无参构造器创建创建 ArrayList 的集合, 此时一定是相等的 */if (elementData =https://www.it610.com/article/= DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {/*两数相比返回最大值, 此时 Math.max(10, 1); 默认容量, 由此而来*/return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); }// 不相等的话只有返回当前的 size + 1return minCapacity; }private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {// 增量, 记录修改/更新次数modCount++; // 初始化: 10 - 0> 0// 其他: size + 1 > 0if (minCapacity - elementData.length > 0)// 扩容操作grow(minCapacity); }private void grow(int minCapacity) {// 老的长度, 初始化时为 0, int oldCapacity = elementData.length; // 新的长度此时 0 + (0 >> 1), newCapacity = 0int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 初始化场景: 0 - 10 < 0 ? true newCapacity = 10if (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity; // 初始化场景: 10 - 2147483639 > 0 返回 falseif (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)// 超大长度才可以执行这个方法, 必须大于 MAX_ARRAY_SIZE 一般不会newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 复制原数组中的元素, 并扩容elementData = https://www.it610.com/article/Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }

上看说的是初始化场景，下面看一下其他场景，也是相当简单

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { /* calculateCapacity() 方法, 正常扩容返回 size + 1, 比如 10 + 1, 因为默认长度为 10 当再次新增数据时就会出发扩容 ensureExplicitCapacity() 方法, 调用扩容 */ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { if (elementData =https://www.it610.com/article/= DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); }/* elementData 不等于空数组返回当前的 size + 1, 即 10 + 1 返回 11 */return minCapacity; }private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {// 增量, 记录修改/更新次数modCount++; // 其他: 11 - 10> 0 true, 触发扩容, 如果当前下表是 5 的话 5 + 1 =6, 6 < 10 是, 此时不会出发扩容if (minCapacity - elementData.length > 0)// 扩容操作grow(minCapacity); }private void grow(int minCapacity) {// 老的长度 10int oldCapacity = elementData.length; // 新的长度此时 10 + (10 >> 1), newCapacity = 15int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 15 - 11 < 0 ? falseif (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity; // 15 - 2147483639 > 0 返回 falseif (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)// 超大长度才可以执行这个方法, 必须大于 MAX_ARRAY_SIZE 一般不会newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 复制原数组中的元素, 并扩容 newCapacity = 15elementData = https://www.it610.com/article/Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }

【Java中的ArrayList容量及扩容方式】
结论
1、触发扩容的关键是
当前 size + 1 是否大于当前容量，如果大于容量则证明，集合不够用了，需要扩容。如果小与当前容量则证明集合还有容量不需要扩容！
2、每次扩容的大小是