上一節相信你不光學會ArrayList建構式的知識，更學會了先脈絡后細節、連蒙帶猜的思想，在之后的幾節中，你將學會ArrayList常用方法的原始碼原理，學完之后，你將不會再被ArrayList的面試題問倒了，更可以得心應手的使用ArrayList，
今天這一節，你主要可以學到以下幾點：
- ArrayList擴容原理
- 影響ArrayList性能的根本原因是什么
- 學會新的原始碼閱讀思想和方法
讓我們開始吧！
ArrayList第一次呼叫add方法發生了什么？
首先你要修改下上一節之前的Demo，修改如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
//默認大小是0
List<String> hostList = new ArrayList<>();
hostList.add("host1");
}
}
上面代碼，假設你通過add方法向hostList添加了1個host主機地址，ArrayList第一次呼叫add方法發生了什么？
你可以點擊進去，看到如下代碼清單：
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
看之前，我又要多說兩句，原始碼的注釋和方法名，有時候能幫助你了解這個方法大致的作用，這是很關鍵的一點，比如注釋的意思是add方法是追加一個具體的元素到list的末尾；方法名ensureCapacityInternal，是確保內部容量的意思，看過之后，你應該可以猜到這方法大致是確認容量相關的，可能是判斷容量能否添加元素用的，
還要注意的是，你看一個方法的時候，不要著急直接從第一個行就開始看，也是先根據注釋和方法名有一個大概的認識后，你需要看下整個方法的結構之后再開始，比如呼叫了哪些其他方法，有幾個for回圈或if結構，就像這個add方法，他主要有2步，第一步是呼叫了一個方法，應該是確保內部容量是否夠添加元素，第二步是一個陣列基本賦值操作并且size++一下，
如下圖所示：
ArrayList的陣列大小為0也能可以添加元素？
接著當你知道了整個方法的脈絡，你再來看下細節，先看第一步：ensureCapacityInternal()，
這個方法入參是size + 1，size之前說你應該看到過，就是一個成員變數int size，它的默認值是0，所以size+1后，這個方法的實參就是1，那么形參minCapacity的值就是1，（實參就是傳入方法實際的值，形參就是方法括號中使用的引數名），可以看到ensureCapacityInternal的代碼清單如下：
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
接著你可以看到這里又呼叫了calculateCapacity方法和ensureExplicitCapacity方法，我們先進入calculateCapacity看下，你可以記下它的實參是minCapacity=1，elementData還記得么？是ArrayList核心的那個成員變數Object[]陣列，calculateCapacity代碼如下：
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = https://www.cnblogs.com/fanmao/archive/2021/10/15/{};
transient Object[] elementData;
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
這里你可以看熟悉的兩個成員變數:
elementData和DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，
在ArrayList無參建構式的時候就看到過，第一次呼叫add方法的時候，它們倆的參考地址和值都是應該一樣的，因為在建構式中有過這么一句話this.elementData = https://www.cnblogs.com/fanmao/archive/2021/10/15/DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
所以這里進入第一個if條件，然后使用DEFAULT_CAPACITY和minCapacity作比較，可以看到DEFAULT_CAPACITY這個變數的值是10，也就是說這里Math.max操作后會回傳10，
到這里你可以在完善下之前畫的圖，就會變成如下所示：
也就是說calculateCapacity回傳后，回到ensureCapacityInternal這個方法，會傳入ensureExplicitCapacity的實參是10，因為calculateCapacity(elementData, minCapacity)= 10，
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
接著你又會進入ensureExplicitCapacity方法，看到如下代碼:
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
此時形參minCapacity也就是剛才傳入的10，你可以從名字上看這個方法，ensureExplicitCapacity意思是確保精確的容量的意思，還是先看下方法的脈絡，第一行有一個modCount++,之后你可以看到一行代碼注釋，overflow-consciouscode意思是說具有溢位意思的代碼，之后有一個if條件，滿足會進入grow方法，
到這里你可以連蒙帶猜下，這里的grow方法，是不是就是說容量不夠，會進行增長，也就是擴容呢？
因為我們知道，無參建構式創建的ArrayList大小默認是一個為0的Object[]陣列elementdata，而且elementdata.length肯定是0，難道也能添加元素么？肯定是不可以的，
接著我們逐行看下，第一行的modCount好像不太知道是什么，你可以點擊下它，看到它是一個成員變數，而且有一大堆注釋，好像也沒看懂什么意思，所以這里要告訴大家另一個看原始碼的思想了：抓大放小，比如這里看上去modeCount和添加操作沒啥關系，就先跳過！（其實這個modCount是并發操作ArrayList時，fail-fast機制的實作,下一節我會講到的）
目前執行代碼如下圖所示：
ArrayList第一次添加元素會擴容么？
你接著往下看，很明顯，minCapacity=10，elementData這個空陣列length肯定是0，所以10-0>0，會滿足if條件，進入grow方法，它的實參是10，它的代碼清單如下:
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = https://www.cnblogs.com/fanmao/archive/2021/10/15/Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
grow方法形參minCapacity的值是10，你進入這個grow方法后，從脈絡上來看，有兩個if分支，有兩個區域變數oldCapacity和newCapacity，還有一步elementData通過Arrays.copyOf方法的賦值操作，
而且oldCapacity應該是0，因為我們知道elementData陣列是空的，接著你會看到一句：intnewCapacity = oldCapacity +(oldCapacity >> 1);
這句話是什么意思呢？其實就是oldCapacity右位移1位，如果你還記得計算機基礎中的話，右移一位，有點類似于除以2，底層是二進制的運算而已，這里可以舉個例子：
比如oldCapacity=10，如果先左移1，就是乘以2，在右移 1就是除以2，如下所示：
那么int newCapacity = oldCapacity +(oldCapacity >> 1); 其實這句話的意思就是在原有大小基礎上增加一半大小，
但是由于oldCapacity=0，所以增加一半大小,newCapacity=0+0>>1=0+0=0，
而此時minCapacity=10，這樣就會進入第一個if條件，因為newCapacity - minCapacity < 0，即0-10<0，然后進行了一步賦值操作，newCapacity就會變成和minCapacity一樣，值是10，
這里你可以總結一下，也就是說如果創建ArrayList時，不指定大小， ArrayList第一次添加元素，會指定默認的容量大小為10，
你可以繼續完善你的圖,grow方法邏輯如下：
ArrayList計算完擴容容量大小后，又干了什么？
除了上面計算擴容容量大小的代碼，是grow的核心邏輯之一，
第一次添加元素時，在grow中，最后還會執行一行代碼：
elementData****= Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
這個也是grow方法中另一個核心步驟，陣列的拷貝，
你可以點擊Arrays.copyOf，看看它底層做了些什么，代碼如下：
public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {
return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());
}
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength ,
Class<? extends T[]> newType) {
T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
? (T[]) new Object[newLength]
: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
還是從脈絡上看下，這里Arrays.copyOf它實參是elementData（Object[]空陣列）和newCapacity=10，可以看到它內部直接呼叫了一個多載方法，
在多載方法中，首先呼叫了一個三元運算式和一個System.arraycopy方法呼叫，接著執行了
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length,newLength));
這句話,它看樣子像是操作了original和 copy的樣子，
之后你再來仔細分析下細節，
ArrayList的缺點，原因原來是在這里！
根據傳遞的引數elementData的class是Object[].class的型別，可以看出三元運算式會執行(T[]) new Object[newLength]，
接著就會執行System.arraycopy這個方法，你可以查閱下JDK的API，它的主要是作用是陣列的拷貝，
由于這個方法的API不是很好理解，這里我給大家講下,它的方法簽名如下：
System.arraycopy(Objectsrc,int srcPos,Object dest,int destPos, int length)****，
這里，如果大家遇見難以理解的代碼，除了畫圖，另外一個方法就是舉例子，比如：
好了，你知道了這個API基本的使用，再來看原始碼中的代碼：
System.arraycopy(original,0,copy,0,Math.min(original.length, newLength));
首先original就是我們傳遞進來的elementData，它的length是0，newLength是傳遞進來的newCapacity，也就是10，copy 是我們剛創建的Object[]陣列，長度為10，Math.min取最小后是0，也就是變成：
System.arraycopy(original,0, copy, 0,0);
這個就很好理解了，就是從original位置0開始移動0個元素到copy陣列，從copy陣列0位置開始覆寫，這就等于什么都沒拷貝，直接回傳了我們新創建的陣列T[] copy，這個陣列大小為10，
最終Arrays.copyOf獲得了一個長度為10的陣列，但里面沒有任何元素，接著這句話就執行完了，elementData = https://www.cnblogs.com/fanmao/archive/2021/10/15/Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);結束grow方法的也就執行完了，
而grow方法執行完就意味著ensureCapacityInternal執行完了，這個方法已經確保了內部陣列的容量大小可以放入新元素，
我們回到開始，執行完第一步，內部容量確保后，接著第二步直接執行了elementData[size++]= e;通過陣列的賦值操作，就完成第一次元素的添加了！
到這里可以發現，當添加的時候，如果大小不夠就會進入grow方法，進入grow方法就會進行一次1.5倍的擴容，而且代碼規范一般都建議我們要指定ArrayList的大小，如果不指定，可能會造成頻繁的擴容和拷貝，造成性能低下，
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
好了，到這里ArrayList最常用的add(E e)方法的原始碼原理就已經研究透徹了，
最終的原始碼原理圖如下：
最后我給大家把識訓到的總結下：
1、你知道了ArrayList的擴容機制：底層通過grow方法，它的核心一個是計算出擴容大小，是基于右移1位來計算，一般擴容大小為1.5倍，另一個核心是進行陣列拷貝，底層通過System.arraycopy來創建新陣列，來最終實作空間的擴容，
2、你也知道了頻繁擴容會造成頻繁的陣列拷貝，會造成耗時，影響ArrayList的性能，
3、更重要的是，這一節你學會了抓大放小的思想、對先脈絡后細節、連蒙帶猜的思想更熟練了，還進行了適當的舉例子和畫圖分析原始碼，
你可以通過今天學的思路和方法，去看看ArrayList的另一個方法原始碼：add(int index, E element)這個方法意思是在指定位置添加一個元素，研究下它的原始碼原理，
金句甜點
除了今天知識，技能的成長，給大家帶來一個金句甜點，結束我今天的分享：改變自己比改變別人更重要，
其實生活中很多矛盾和問題，都來自于我們總是無形的要求別人做什么，夫妻之間，親人之間，朋友之間……當別人沒有做到你期望的，你就可能會不開心，抱怨，甚至吵架，有脾氣，一個人有脾氣，其實你對事，對人的包容不夠，想想你對一個美女和一個丑女的包容肯定是不一樣的，
比如不要總是希望父母理解你做什么，而是改變自己去理解他們，他們的認知和你不一樣，比如我的父親，他比我快要大一倍的歲數，過了今年就60歲了，他的思想觀念很多都是和毛主席那個年代的人一樣，他有時候不理解這個時代，他的家里和手機壁紙都是毛主席的畫像，他甚至不會用微信轉賬，還在用現金，不知道大資料，云計算到底是什么，總被微信朋友圈忽悠的一塌糊涂，我不應該要求他們非要用微信轉賬，支付寶付款，也不應該總是給他非要講明白大資料云計算，而是應該改變我自己下，我應該理解他，理解他可能沒什么文化，他認知就比較越低，認知越低，有時候也就越頑固，更要改變自己，不總是逼我爸學習，當然他想學我就耐心教他，漸漸地他還是學會了基本轉賬，因為他喜歡搶紅包，
所以，其實你可以想想，生活中，很多時候男女朋友或者夫妻吵架，大多都是因為你要求對方做什么導致的，那么你就不要總想著改變別人，要求別人，改變自己比改變別人更重要，改變了自己才能更好的影響別人，相信各位每天改變一下，學習一篇成長記，會更能影響別人，跟你一起學習和成長，
最后，大家可以在閱讀完原始碼后，在茶余飯后的時候問問同事或同學，你也可以分享下，講給他聽聽，
歡迎大家在評論區留言和我交流，
（宣告：JDK原始碼成長記基于JDK 1.8版本，部分章節會提到舊版本特點）
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