ArrayList扩容机制

本文涉及的产品
容器镜像服务 ACR,镜像仓库100个 不限时长
应用实时监控服务-可观测链路OpenTelemetry版,每月50GB免费额度
MSE Nacos/ZooKeeper 企业版试用,1600元额度,限量50份
简介: 该内容是关于Java ArrayList的添加元素和扩容机制的代码分析。首先,`add()`方法调用`ensureCapacityInternal(size + 1)`以确保容量足够。接着,`ensureCapacityInternal()`方法计算最小容量,首次添加时使容量至少为10。然后,`ensureExplicitCapacity()`判断是否需要扩容,只有当所需容量大于当前容量时才会调用`grow()`方法。`grow()`方法按旧容量的1.5倍进行扩容。整个过程保证了ArrayList在添加元素时能适应容量需求。
  • 先来看Add方法
/**
*将指定的元素追加到此列表的末尾
*/
public boolean add(E e) {
    //添加元素之前,先调用ensureCapacityInternal方法
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!(增量modCount)
    //这里看到ArrayList添加元素的实质就相当于为数组赋值
    elementData[size++] = e;
    return true;
}
  • 再来看看ensureCapacityInternal()方法,可以看到add()方法首先调用了ensureCapacityInternal(size+1)
//得到最小扩容量
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        //获取默认的容量和传入参数的较大值(第一次的较大值是DEFAULT_CAPACITY=10,minCapacity=1)
        minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}

当要add进第一个元素时,minCapacity为1,在Math.max()方法比较后,minCapacity为10

  • ensureExplicitCapacity()方法
//判断是否需要扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        //调用grow()方法进行扩容,调用此方法代表已经开始扩容了
        grow(minCapacity);
}

我们来仔细分析一下

  1. 当我们要add进第一个元素到ArrayList时,elementData.length为0(因为还是一个空的list,里面还没有数据,所以没有进行扩容,默认扩容10),因为执行了ensureCapacityInternal()方法,所以minCapacity此时为10。此时,minCapacity - elemetData.length > 0(minCapacity=10,elemetData.length=0)成立,所以会进入==grow(minCapacity)==方法。
  2. 当add第2个元素时,minCapacity为2,此时elementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成10了。此时,minCapacity - elementData.length > 0不成立,所以不会进入(执行)==grow(minCapacity)==方法。
  3. 添加第3、4…到第10个元素时,依然不会执行==grow()==方法,数组容量都为10。
    知道添加第11个元素,minCapacity(为11)比elementData.length(为10)要大。进行grow方法进行扩容
  4. grow方法
private void grow(int minCapacity) {
    // oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量
    int oldCapacity = elementData.length;//(0,10,15)
    //将oldCapacity右移一位,其效果相当于oldCapacity/2;
    // 我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    // 然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么久把最小需要容量当作数组的新容量
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    //判断新容量是否大于集合的最大容量(一般大不了)
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // 给elementData从新赋值(10,15)
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍!

“>>”(移位运算符):>>1 右移一位相当于除2,右移n位相当于除以 2 的 n 次方。这里 oldCapacity 明显右移了1位所以相当于oldCapacity /2。对于大数据的2进制运算,位移运算符比那些普通运算符的运算要快很多,因为程序仅仅移动一下而已,不去计算,这样提高了效率,节省了资源

通过例子探究一下grow()方法

  • 当add第一个元素时,oldCapacity为0,经比较后第一个if判断成立,newCapacity = minCapacity(为10)。但是第二个if判断不会成立,即newCapacity不比MAX_ARRAY_SIZE大,则不会进入hugeCapacity方法。数组容量为10,add方法中return true,size增为1。
  • 当add第11个元素进入grow方法时,newCapacity为15,比minCapacity(为11)大,第一个if判断不成立。新容量没有大于数组最大size,不会进入hugeCapacity方法。数组容量扩为15,add方法中rerurn,true,size增为11。
  • 以此类推…
    这里补充一点比较重要,但是容易被忽视掉的知识点:
  • java中的length属性是针对数组说的,比如说你声明了一个数组,想知道这个数组的长度则用到了length这个属性。
  • java中的length() 方法是针对字符串说的,如果想看这个字符串的长度则用到 length() 这个方法。
  • java中的size() 方法是针对泛型集合说的,如果想看这个泛型有多少元素,就调用此方法类查看!
相关文章
|
3天前
|
弹性计算 运维 搜索推荐
三翼鸟携手阿里云ECS g9i:智慧家庭场景的效能革命与未来生活新范式
三翼鸟是海尔智家旗下全球首个智慧家庭场景品牌,致力于提供覆盖衣、食、住、娱的一站式全场景解决方案。截至2025年,服务近1亿家庭,连接设备超5000万台。面对高并发、低延迟与稳定性挑战,全面升级为阿里云ECS g9i实例,实现连接能力提升40%、故障率下降90%、响应速度提升至120ms以内,成本降低20%,推动智慧家庭体验全面跃迁。
|
4天前
|
数据采集 人工智能 自然语言处理
3分钟采集134篇AI文章!深度解析如何通过云无影AgentBay实现25倍并发 + LlamaIndex智能推荐
结合阿里云无影 AgentBay 云端并发采集与 LlamaIndex 智能分析,3分钟高效抓取134篇 AI Agent 文章,实现 AI 推荐、智能问答与知识沉淀,打造从数据获取到价值提炼的完整闭环。
365 91
|
4天前
|
SQL 人工智能 自然语言处理
Geo优化SOP标准化:于磊老师的“人性化Geo”体系如何助力企业获客提效46%
随着生成式AI的普及,Geo优化(Generative Engine Optimization)已成为企业获客的新战场。然而,缺乏标准化流程(Geo优化sop)导致优化效果参差不齐。本文将深入探讨Geo专家于磊老师提出的“人性化Geo”优化体系,并展示Geo优化sop标准化如何帮助企业实现获客效率提升46%的惊人效果,为企业在AI时代构建稳定的流量护城河。
379 156
Geo优化SOP标准化:于磊老师的“人性化Geo”体系如何助力企业获客提效46%
|
5天前
|
域名解析 人工智能
【实操攻略】手把手教学,免费领取.CN域名
即日起至2025年12月31日,购买万小智AI建站或云·企业官网,每单可免费领1个.CN域名首年!跟我了解领取攻略吧~
|
4天前
|
数据采集 缓存 数据可视化
Android 无侵入式数据采集:从手动埋点到字节码插桩的演进之路
本文深入探讨Android无侵入式埋点技术,通过AOP与字节码插桩(如ASM)实现数据采集自动化,彻底解耦业务代码与埋点逻辑。涵盖页面浏览、点击事件自动追踪及注解驱动的半自动化方案,提升数据质量与研发效率,助力团队迈向高效、稳定的智能化埋点体系。(238字)
261 156
|
12天前
|
机器人 API 调度
基于 DMS Dify+Notebook+Airflow 实现 Agent 的一站式开发
本文提出“DMS Dify + Notebook + Airflow”三位一体架构,解决 Dify 在代码执行与定时调度上的局限。通过 Notebook 扩展 Python 环境,Airflow实现任务调度,构建可扩展、可运维的企业级智能 Agent 系统,提升大模型应用的工程化能力。