Java 1.8 ArrayList 源码解析

"ArrayList在Jdk1.8中的源码分析" ArrayList是Java集合框架中一个重要的类，它实现了List接口，提供了动态数组的功能。ArrayList基于Java 1.8的源码，具有以下特点： 1. **容量与扩容**： ArrayList内部通过一个可变大小的Object数组来存储元素。初始容量默认为10。当添加元素导致数组容量不足时，会进行扩容操作。扩容策略是将当前容量扩大1.5倍（即`oldCapacity * 3 / 2`），确保添加元素的效率。 2. **线程安全性**： 和Vector不同，ArrayList不是线程安全的。这意味着在多线程环境下，如果不进行同步控制，同时修改ArrayList可能会导致数据不一致。如果需要线程安全，可以考虑使用`Collections.synchronizedList`对ArrayList进行包装。 3. **基本操作的时间复杂度**： - `size()`、`isEmpty()`、`get()`、`set()`、`iterator()`和`listIterator()`这些操作的时间复杂度都是O(1)，因为它们直接访问内部数组。 - `add()`操作在平均情况下是O(1)的，但如果需要扩容，则时间复杂度为O(n)，因为需要复制现有数组到新的更大的数组。 - 其他如`remove()`、`contains()`等操作的时间复杂度为O(n)，因为它们可能需要遍历整个列表。 4. **功能扩展**： 除了基本的列表操作，ArrayList还支持函数式编程接口，如`Consumer`、`Predicate`和`UnaryOperator`。这使得在Java 8及以上版本中，可以通过Lambda表达式进行更简洁的操作，如`forEach()`、`filter()`和`replaceAll()`。 5. **迭代器与并发修改**： ArrayList的迭代器(`Itr`)实现了`hasNext()`和`next()`方法，用于遍历列表。但是，如果在迭代过程中直接修改ArrayList（非迭代器的`remove()`或`add()`操作），则会抛出`ConcurrentModificationException`，这是为了保持迭代的一致性。 6. **性能优化**： ArrayList尽可能地减少了内存开销。例如，当调用`removeRange()`删除连续元素时，会尝试直接调整内部数组的大小，而不是每次都创建新数组。 7. **异常处理**： 在插入和删除操作时，如果索引越界，ArrayList会抛出`IndexOutOfBoundsException`。同样，如果在空列表上执行`remove()`或`set()`，也会抛出`NoSuchElementException`。 8. **实现细节**： ArrayList的部分实现还包含了一些与垃圾收集相关的优化，比如`trimToSize()`方法可以将内部数组的大小调整为实际元素的数量，减少内存浪费。 ArrayList是Java中一个高效的动态数组实现，适用于大部分单线程环境下的列表操作。理解其源码有助于更好地掌握其工作原理，从而在实际编程中做出更好的选择。