ArrayList 需要了解的事情

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ArrayList 是日常开发经常使用到的容器类。它能够方便的进行数据的查询、替换。但是因为其低层实现的原因在数据容量、性能、线程安全上都存在问题，主要涉及到下面的内容：

（1）默认初始容量为 0，如果未指定容量则首次初始的容量为 10；同时其也是有容量限制的；

（2）添加元素会涉及到数组扩容和数组元素拷贝，删除数组元素时同样也会涉及到数组的拷贝，这都会影响性能；

（3）线程不安全，因为整个ArrayList 中没有涉及到线程安全的相关代码；

下面是关键信息的分析。

01，ArrayList 的主要的属性

打开ArrayList 类之后，主要涉及到以下几个属性：

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很显然 ArrayList 内部是通过数据来实现的，而数据就存储在 elementData 数组中，且允许存储的最大元素数是 MAX_ARRAY_SIZE。

EMPTY_ELEMENTDATA 和 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 主要用在实例化 ArrayList 时。

当使用无参构造函数 new ArrayList() 时默认数组大小默认是大小为 0 的数组。

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当使用有参构造函数 new ArrayList(initCapacity) 时，如果 initCapacity 小于等于 0 ，则默认数组大小为 0 的数组。

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02，当执行 add() 方法时会发生什么？

如下图所示，add 过程主要涉及到两步操作：ArrayList 中数组扩容；赋值；

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数组扩容的过程如下：

​ （1）计算新的容量；

​ （2）将数组元素进行拷贝到扩容后的数组；

如下面的代码所示：

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上面扩容时有两步逻辑，

如果存储数据的数组大小为 0，则新创建的数组大小时为 10；

如果新容量没有超过最大容量，则使用新容量。新容量的计算 = 原来的容量 + 原来容量的一半，例如：

150 = 100 + 100 >> 1

03，当执行 remove() 时会进行数组拷贝

在 ArrayList 中提供了 fastRemove() 方法，其实现如下：

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可以看到 ArrayList 有多处会用到 System.arrayCopy() 方法。

因此在使用ArrayList时，如果考虑到性能

（1）初始化时指定初始化的容量大小，避免 add() 操作时的数据扩容和数组拷贝；

（2）避免数组中数据的删除操作；

ArrayList 中还提供了很多实用方法，如果感兴趣可以详细阅读其实现。

实战TDD（1）：体验