基于JDK1.8，版本不同源码有些许不同

1. ArrayList 介绍

我们可以看到 ArrayList是 Collection 集合框架（家族很大）的一个实现类，以及有 LinkedList 和 Vector 这些兄弟等等，然后还实现了 RandomAccess 接口和 List 接口等等，那么自然他会继承一些特点，方法。

ArrayList 就是一个可变数组（底层是 object 数组），可以随机访问，长度可变，存入取出有序，可以存重复元素，可以存 null ，效率高，线程不安全，查询快增删慢（数组的特点）。

2. 常用方法

先看一下 ArrayList 的属性和方法

方法实在太多了，有兴趣可以进源码看看，上面的几个属性很重要，后面会讲到！！

2.1 Constructs()

2.1.1 无参构造

无参构造，通过上图我们可以看到elementData是一个属性，使用无参构造时，初始化了一个默认容量空数组，此时属性size肯定为0，所以ArrayList1.8版本默认初始化长度为0。

2.1.2 有参构造

初始化时指定容量，逻辑也很简单，大于0就new 一个Object数组，等于就赋一个空元素数组

这个时候肯定有人在想这两个都是空数组，有啥区别，不着急，后面会说到

还有一个参数是集合的构造方法这里就先不讲了，都一样

2.2 add()

使用无参构造创建一个集合，并add一个元素，这时候如果是基本数据类型会自动装箱

集合元素都是Object类型的，add时添加的是一个泛型元素，最后都会转成Object类型，而基本数据类型无法转成Object，基本类型在栈中，引用类型在堆中

我们可以看到在add时会先调用ensureCapacityInternal方法来确保内部容量，容量不够就要扩容。

可以看到这边又去调用了一个方法去计算容量，当我们的elementData=DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的时候就代表我们是使用无参构造来初始化（不理解的看前面）的，然后在默认容量DEFAULT_CAPACITY和我们需要的最小容量中取一个最大值，当我们元素小于等于10个时，那么最小容量就是10，否则就是我们需要的最小容量，比如添加第11个元素时，那么最大值就是minCapacity了，如果是有参构造那就直接返回了一个minCapacity,比如初始化容量为5，add后需要的最小容量就是6了。

DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的作用就是确保无参构造初始化集合在第一次add时初始化容量为10，也解释了前面为什么要有两个空数组。

继续往下走

这时minCapacity肯定是比我们的元素数组长度要大的，那么就需要扩容了

modConut是它父类的一个记录修改次数的变量，以后会讲到

先是去取出了老容量长度，然后定义了一个新的容量，等于老的长度加老的长度右移一位，那就是等于原来的1.5倍了（位运算，右移一位高位补0，相当于除以2^[1]），这里就是ArrayList的扩容机制，当我们使用无参构造初始化时，元素数组的长度为0，那么老容量长度就为0，新容量长度也为0，如果说新容量比最小容量还小，那么新容量就为10了，最后调用的Arrays.copyOf方法对数组进行扩容，此时的``已经不是原来的那个空数组了，最后得到的结论是无参构造初始化容量为0，第一次add后容量为10

最后在数组的第0个位置放入远处，并且size+1，由此可见ArrayList是可以存重复元素的，并且索引从0开始

第二次添加元素时由于我们的elementData已经不是原来的空元素数组了，那么就会直接返回最小容量

这时最小容量比元素数组的长度要小，说明放得下，就不需要扩容了

有些人可能还会有疑问，扩容后，没有元素的位置都是为null，那可以add多个null吗，下图可以看出是可以的

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上面是关于无参构造的，下面就开始有参构造

初始化长度为5 ，然后我们一样添加元素

此时size为0，那么最小容量就为1

一样的确保容量，此时最小容量小于元素数组的长度，那么便不需要扩容，后面add第六个元素时才会扩容，扩容后的长度为5+5>>2=7

2.3 remove()

有新增自然有删除，接下来看一下删除

这边有四个重载的删除方法，第一个是删除指定元素，第二个是根据索引删除，第三个是根据一个集合来进行删除，第四个是根据一个函数式接口^[2]来进行删除，我这边就讲一下第一个和第四个，其他两个也是一样的道理

2.3.1 remove(Object o)

首先new一个集合，然后添加十个元素，然后删除2这个元素

注意，参数如果是基本数据类型那么以索引进行删除的，所以我这里使用包装类

可以看到这里走的是参数为o的方法，先是判断元素为不为空，为空走上面，否则下面，然后找到匹配的第一个元素索引

然后调用fastRemove方法

这边代码有点意思，先是算出要移动的元素个数，然后把当前元素后面的元素移到前面来，最后删除当前元素（设置为null大小减1，让gc去回收），所以增删慢

size最少比index大1，所以要减1，如果是最后一个元素，那么直接把最后一个元素设为null，大小减1即可，否则就要移动元素

这边是调用了System本地方法，就是把元素数组第3到10个元素复制到元素数组的第2到9个上面，效果图

最后效果，没毛病（内存地址不同是因为重来了一遍…）

2.3.2 remove(Predicate<? super E> filter)

这边还是创建一个集合

我们删除小于3的元素

前面add时遇到过这个modCount，就是记录集合被修改的次数，然后这边还有个预期修改次数，下面的循环也以这个作为了一个判断条件，以及最下面还有一个判断，不等抛出异常，这是为了防止并发修改的

可以看到循环里面就是取出每一个元素，看符不符合我们的filter条件，符合的记录下索引，以及删除次数+1

这边的anyToRemove的意思就很明显了，需要删除就执行，到了下面，声明了一个新的size，然后又有一个循环

removeSet.nextClearBit(i)这个方法就是返回要移除的下标+1，就是要把保留的元素前移

这是第一次循环，i=0，没什么变化，i++，j++

第二次循环，i=1，因为remove里面存储了索引为1的元素是要被删除的，所以返回2，最后把第三个元素放在了第二个上面，那么第二个元素就消失了，i++，j++

下一步就是把第4个元素放在第三个上面，最后i++，i=5不小于size，j=3不小于新size，循环结束，最后索引为3和4的应该被删除，于是下面又有一个循环去赋值为null，帮助gc回收

然后修改新的size，modCount+1，不得不说设计的太合理了

后面有空再讲下System.arraycopy是深复制还是浅复制。

3. 参考

1. 七分钟全面了解位运算 ↩
2. Java8函数式接口 ↩