JDK1.8 ArrayList 扩容机制详解

本文将深入探讨Java Development Kit (JDK) 1.8中的ArrayList类底层数组扩容机制。在JDK 1.7版本中，ArrayList采用了类似“饿汉式”的初始化策略，即在创建对象时预分配一个初始容量为10的数组，当数组已满且无法容纳新元素时，会自动扩容至原有大小的1.5倍。然而，到了JDK 1.8，ArrayList的实现方式发生了改变，它采用“懒汉式”策略，即在添加第一个元素之前不会预先分配数组，而是创建一个长度为0的数组。当首次添加元素时，会创建一个容量为10的数组，之后的扩容规则同样保持为原数组大小的1.5倍。 在ArrayList类的内部，有以下几个关键属性： 1. DEFAULT_CAPACITY（固定值10）定义了默认的数组容量，这是在没有显式提供初始容量时的基础。 2. EMPTY_ELEMENTDATA和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA是两个不同的空数组常量，前者用于一般情况，后者用于初始化后的第一项元素。 3. elementData是一个transient Object数组，实际存储ArrayList中的元素，体现了ArrayList底层基于数组的实现。 4. size变量记录当前ArrayList中的元素个数。 5. MAX_ARRAY_SIZE是一个静态常量，表示数组的最大容量，避免因数组过大导致OutOfMemoryError。 ArrayList的构造函数根据传入的initialCapacity参数动态设置elementData数组。如果initialCapacity大于0，则直接初始化相应大小的数组；若initialCapacity为0，意味着第一次添加元素时才会进行初始化。 当ArrayList需要扩容时，它会检查当前数组是否已满（size接近MAX_ARRAY_SIZE），然后通过以下步骤进行扩容： 1. 创建一个新的、容量为当前数组容量1.5倍的新数组。 2. 将旧数组中的所有元素复制到新数组中。 3. 将新数组赋值给elementData，更新引用。 4. 更新size字段，反映新数组的容量。 这种设计优化了空间使用，提高了性能，特别是对于频繁添加元素的场景，JDK 1.8的ArrayList提供了更高效的内存管理。了解ArrayList的底层扩容机制有助于开发者更好地理解和优化代码，尤其是在处理大量数据或性能敏感的应用中。