1 add源码解析
在【ArrayList源码】ArrayList构造方法中，ArrayList无参构造方法默认是一个空数组，但注释说是容量为10的数组。其实ArrayList的容量是在调用add方法时初始化的。add方法是List接口中声明的通用方法。ArrayList的add源码如下所示：
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*添加指定元素到这个列表中
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
size是当前集合拥有的元素个数（不是容量大小，且未算进准备新增的元素）。在add方法中调用了ensureCapacityInternal对ArrayList进行扩容，size+1是保证新进入的元素能满足要求。接下来看ensureCapacityInternal方法：
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {//#1
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);//#2
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);//#3
}
- 第#1行判断elementData是否是一个空数组（初始化容量为0，或者调用无参构造函数），如果是，则执行第#2行
- 第#2行选取minCapacity和DEFAULT_CAPACITY之间一个比较大的值。其中DEFAULT_CAPACITY是一个静态的值为10的常量
/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
- 第#3行执行ensureExplicitCapacity方法，该方法源码如下：
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)//#1
grow(minCapacity);//#2
}
- 第#1行，如果传进来的容量大于elementData的容量（这里是容量，不是element里面元素的个数），则执行第#2行。
- 第#2行，调用grow方法，grow方法源码如下所示：
/**
* 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 code
int oldCapacity = elementData.length;//#1
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//#2
if (newCapacity - minCapacity < 0)//#3
newCapacity = minCapacity;//#4
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//#5
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//#6
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//#7
}
- 第#1行，将扩容前elementData数组容量赋值给oldCapacity
- 第#2行，将oldCapacity左移一位，然后再加上oldCapacity，最后赋值给newCapacity。就是将oldCapacity扩容1.5倍赋值给newCapacity。
- 第#3行，如果扩充后的容量newCapacity比传进来的参数minCapacity还小，则直接使用minCapacity。这种情况发生在ArrayList容量为空的情况，即oldCapacity=0，minCapacity=1时。
- 第#5行如果扩容后新的容量大于MAX_ARRAY_SIZE，则调用hugeCapacity方法给newCapacity赋值。MAX_ARRAY_SIZE初始化如下：
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
hugeCapacity源码如下：
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
源码很简单，如果minCapacity 小于0，则抛出异常；否则如果minCapacity 大于MAX_ARRAY_SIZE，则返回Integer.MAX_VALUE，否则返回MAX_ARRAY_SIZE
- 第#6行调用Arrays.copyof方法，即复制原数组到一个新容量的大数组中。
2 以ArrayList的空构造方法为例讲解扩容流程
声明并创建ArrayList对象
ArrayList<String> list = new ArrayList();
会调用ArrayList的空构造方法
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
在空构造方法中会给elementData（ArrayList存储元素的数组）初始化一个空的Object数组，DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA初始化如下：
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
调用add方法，自动扩容
list.add("ceshi")
add源码如下：
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
这里调用ensureCapacityInternal扩容，size指的是elementData中元素的个数（不是容量），size+1是保证要添加的元素e也能满足。扩充容量完成后，将元素e添加到elementData数组中，然后返回true。接下来看看ensureCapacityInternal方法：
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
判断elementData是不是一个空数组，很显然是一个空数组，所以比较DEFAULT_CAPACITY（值为10）和minCapacity（值为1）的大小并将比较大的值赋值给minCapacity，所以最终minCapacity=10。然后调用ensureExplicitCapacity方法。
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
minCapacity(值为10)减去elementData.length（值为0）肯定是大于0，所以执行grow方法
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;//oldCapacity = 0
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// newCapacity = 0;
if (newCapacity - minCapacity < 0)//#1
newCapacity = minCapacity;//#2
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//#3
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);//#4
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);//#5
}
如上注释所示
- 第#1行newCapacity （值为0）减去minCapacity （值为10）肯定是小于0的，所以会执行第#2行
- 第#2行newCapacity = 10；
- 第#3行肯定是小于0的，所以不会执行第#4行
- 第#5行，将空的elementData数组扩容为容量为10的数组。
3总结
- ArrayList的扩容是在调用add方法时进行扩容的
- 调用ArrayList的空构造方法初始化ArrayList的时候，ArrayList会被初始化为一个空的Object数组
- 调用ArrayList的空构造方法初始化ArrayList的时候，在add时会将ArrayList扩容为默认的10
- ArrayList每次扩容为当前容量的1.5倍
