ArrayList 源码剖析

基于数组实现的动态数组，容量自动增长，查询快、增删慢。

简介

• 基于数组实现，是一个动态数组，容量能自动增长
• 非线程安全：多线程可用 Collections.synchronizedList() 包装，或使用并发包 CopyOnWriteArrayList
• 实现 Serializable（支持序列化）、RandomAccess（支持下标快速随机访问）、Cloneable（可克隆）

关键成员

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {

    private transient Object[] elementData; // 保存数据的数组
    private int size;                        // 实际数据数量
}

构造方法

public ArrayList(int initialCapacity) {
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
}

public ArrayList() {
    this(10); // 默认容量 10
}

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    size = elementData.length;
}

扩容机制

当添加的数据量超过数组长度时扩容：

public void ensureCapacity(int minCapacity) {
    modCount++; // fail-fast 机制
    int oldCapacity = elementData.length;
    if (minCapacity > oldCapacity) {
        // 新容量 = 旧容量 * 1.5 + 1（旧实现）
        int newCapacity = (oldCapacity * 3) / 2 + 1;
        if (newCapacity < minCapacity)
            newCapacity = minCapacity;
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
}

• JDK 6 使用 Arrays.copyOf()，JDK 5 使用 System.arraycopy()
• trimToSize() 可将容量调整为实际元素个数

与 LinkedList、Vector 对比

对比项	ArrayList	LinkedList	Vector
底层实现	Object 数组	双向循环链表	Object 数组
线程安全	否	否	是（大部分方法 synchronized）
查询速度	快（数组下标）	慢（需遍历）	快
增删速度	慢（非末尾节点需移动）	快（改指针）	慢
适用场景	频繁查找、较少增删	频繁增删	遗留类，不推荐

fail-fast 机制

modCount 记录修改次数。迭代器遍历时若检测到 modCount 变化（其他线程并发修改），立即抛出 ConcurrentModificationException。