既让list底层是通过数组实现的,而数组又是定长,那么list是如何实现扩容的呢?

**先从添加数据的add()方法入手,可以看到在新增元素前会调用一个ensureCapacityInternal()的函数对数组容量进行判断。 使用原数组长度+1 **

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

**DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA:**是用来使用默认构造方法时候返回的空数组。如果第一次添加数据的话那么数组扩容长度为DEFAULT_CAPACITY=10。

//判断当前数组是否是默认构造方法生成的空数组,如果是的话minCapacity=10反之则根据原来的值传入下一个方法去完成下一步的扩容判断

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }

    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity)

//判断当前ArrayList是否需要进行扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

接下来就是核心的扩容方法 grow()方法。

/**
     * 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
     */
//增加容量以确保它至少可以容纳由最小容量参数指定的元素数。
private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);//相当于先扩容1.5倍
//判断新扩容的容量是否 满足新增数据的要求
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        //不满足要求则
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
}

最后ArrayList扩容的核心方法grow(),下面将针对三种情况对该方法进行解析:

  • 当前数组是由默认构造方法生成的空数组并且第一次添加数据。此时minCapacity等于默认的容量(10)那么根据下面逻辑可以看到最后数组的容量会从0扩容成10。而后的数组扩容才是按照当前容量的1.5倍进行扩容;
  • 当前数组是由自定义初始容量构造方法创建并且指定初始容量为0。此时minCapacity等于1那么根据下面逻辑可以看到最后数组的容量会从0变成1。这边可以看到一个严重的问题,一旦执行了初始容量为0,那么根据下面的算法前四次扩容每次都 +1,在第5次添加数据进行扩容的时候才是按照当前容量的1.5倍进行扩容。
  • 当扩容量(newCapacity)大于ArrayList数组定义的最大值后会调用hugeCapacity来进行判断。如果minCapacity已经大于Integer的最大值(溢出为负数)那么抛出OutOfMemoryError(内存溢出)否则的话根据与MAX_ARRAY_SIZE的比较情况确定是返回Integer最大值还是MAX_ARRAY_SIZE。这边也可以看到ArrayList允许的最大容量就是Integer的最大值(-2的31次方~2的31次方减1)。

标题:List扩容机制
作者:JonLv
地址:http://39.108.183.139:8080/articles/2023/03/11/1678547431393.html