ArrayList初始化 - Java那些事兒

 ArrayList部分一共五篇文章了，並且引入了時間複雜度來分析， 強烈建議大家一定要按順序閱讀，本文是第1篇。

前些天的文章，反覆的畫圖，不停的重複，就是想讓大家理解，物件在記憶體中是什麼樣的。也是為今天的及以後的講解打下基礎。如果要說大家在寫Java程式碼的時候哪個類用得最多，我想除了String，基本上就是ArrayList了吧，那今天我們說說ArrayList。

首先ArrayList是一個普通的類，我們來看一段程式碼：

首先：執行List<Person> list1 = new ArrayList<>();當看到new這個關鍵字的時候，我們腦袋裡應該第一印象就是這貨在堆記憶體開闢了一塊空間，好我們再來畫一畫。

注：常量池位於方法區，方法區位於堆記憶體，前面沒涉及到，所以沒畫方法區，現在補上

好，既然是new出來的，那我們直接從建構函式入手，看一下建構函式做了什麼。

很簡單，就一行程式碼，繼續看一下，this.elementData和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA分別是什麼

紅框裡的內容是不是似曾相識？是的，和String一樣，底層是陣列，唯一的區別是String底層是char[]陣列（忘了的可以複習一下，傳送門： String是一個很普通的類 - Java那些事兒），而這兒是Object[]陣列，也就是說該陣列可以放任何物件（所有物件都繼承自父類Object）,執行完建構函式後，如下圖。

注：static修飾的變數，常駐於方法區，我們不需要new，JVM會提前給我們初始化好，這個特性在實際開發過程中，經常拿來做快取。在 讓人疑惑的Java程式碼 - Java那些事兒 一文中，我們文中Integer的快取就是最好的例子。static變數又叫類變數，不管該類有多少個物件，static的變數只有一份，獨一無二。
fianl修飾的變數，JVM也會提前給我們初始化好。
transient這個關鍵字告訴我們該物件在序列化的時候請忽略這個元素，後續我們會講序列化，這兒先跳過。

繼續執行：List<Person> list2 = new ArrayList<>();

ArrayList這個類的作者真是好貼心，new的時候連快取都考慮到了，為了避免我們反覆的建立無用陣列，所有新new出來的ArrayList底層陣列都指向快取在方法區裡的Object[]陣列。

繼續執行Person person1 = new Person("張三")

繼續，執行list1.add(person1)，不多說，看原始碼ArrayList是怎麼處理add的。

我們先看ensureCapacityInternal方法，方法裡有個引數是size，看們先看一下這個size從哪來的。

原來是一個成員變數，相信大家看到size一猜就知道大概是幹嘛的了吧。好，我們在圖裡的ArrayList物件裡補上它，size是int基本資料型別，成員變數初始化的為0。

繼續往下看

ensureCapacityInternal方法是在add裡面呼叫的。

再看grow方法

跟進到Arrays這個工具類，很簡單

再看copyOf()方法  //java學習交流:737251827  進入可領取學習資源及對十年開發經驗大佬提問，免費解答！

最後我們來看一下System.arraycopy()方法，好奇怪，這個方法只有定義，卻沒有實現，方法用了一個native來修飾。native的方法，是由其它語言來實現的，一般是(C或C++)，所以這兒沒有實現程式碼。這是一個陣列拷貝方法，大家還在寫for迴圈拷貝陣列嗎？以後多用這個方法吧，簡單又方便還能獲得得更好的效能。

注：native方法，我們會後續會講解，我們先關注本章內容。

由於陣列內容目前為空，相當於沒有拷貝。折騰了這麼久，原來只是為了建立一個預設長度為10的Object[]陣列，有些朋友說，直接new不就行了，這麼費勁，其實這裡面大有文章，別急，稍後會說，繼續畫圖。

再回過頭來看，add()這個方法，繼續往下執行：

很簡單，size現在是0，就是把傳進來的這個e(這裡是person1)，放到list1的elementData[]下標為0的陣列裡面，同時size加1，老規矩，上圖。

注意看紅框裡，雖然我們list1裡的elementData陣列的長度是10，但是size是1，size是邏輯長度，並不是陣列長度。

現在debug一下，驗證我們圖裡的內容：

好的，執行一下本文開始那段程式碼，看結果：

順便看一看size()方法的原始碼：

有人說，呀，就一個元素，在堆記憶體中佔了10個位置，好浪費呀，沒辦法，你要享受ArrayList的便利與豐富的API，就得犧牲一下空間作為代價。

《ArrayList底層陣列擴容原理 - Java那些事兒》