一点一点看JDK源码（四）java.util.ArrayList 中篇
?一點(diǎn)一點(diǎn)看JDK源碼（四）java.util.ArrayList 中篇
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liuyuhang原創(chuàng)，未經(jīng)允許禁止轉(zhuǎn)載
本文舉例使用的是JDK8的API
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目錄：一點(diǎn)一點(diǎn)看JDK源碼（〇）
1.綜述
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在前篇中，對于java.util.ArrayList進(jìn)行了一些源碼注釋，能堅持看完的估計都是神一般的存在。
不過看源碼并需要一個艱苦的過程，枯燥是很正常的。
但是不是要一直都很枯燥，本文將對此類進(jìn)行分類解析。
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2.關(guān)注點(diǎn)
2.0.ArrayList是如何構(gòu)成的？
在java中，一個類的構(gòu)成并不是十分復(fù)雜，列舉出來，一頁紙應(yīng)該是足夠的，我嘗試下。
2.0.1.類的定義
類的定義中，會聲明是class，AbstractClass，或者interface。
該類是否含有該類沒有顯示定義的方法，取決于向上有多少個extends的父類的存在。
該類是否有必須實現(xiàn)的方法，取決于向上有多少個implments的接口的存在。
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2.0.2.類的構(gòu)造
無參構(gòu)造器，帶參構(gòu)造器。
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構(gòu)造器的方法名是和類名同名的，并且沒有返回值。
構(gòu)造器不管是無參的，還是帶參的，不管使用何種方式調(diào)用，
都說明該類已經(jīng)被實例化了。
構(gòu)造器內(nèi)也可以寫很多奇葩的代碼的，當(dāng)然也許是常用手段。
在構(gòu)造器內(nèi)寫代碼以實現(xiàn)自己想實現(xiàn)的功能，相當(dāng)于一些容器的init，實際上就是初始化。
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2.0.3.類的成員變量
類的成員變量，不管如何定義，都是為該類內(nèi)使用該變量提供一定的便利性
類的成員變量，理論上就是該類內(nèi)的全局變量，如果是public，或者default，protected，
都是一種對該全局變量的開放性。
成員變量，可以是static的（靜態(tài)，類加載即加載），可以是final的（只允許實例化一次）
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2.0.4.類的成員方法
類的成員方法，在不論其使用范圍的情況下，都是一種方法，根據(jù)實例化使用的構(gòu)造不同，
可調(diào)用的方法范圍不同。
若使用父類構(gòu)造器來接收子類實例（如：Object obj = new ArrayList（）），
會發(fā)現(xiàn)obj可使用的方法就變得很少了（只有Object的方法允許使用了）。如下圖：
（Object是java中所有類的基類，沒有顯示繼承也是被繼承的）
因此，即使List list = new ArrayList（）；
用起來，字?jǐn)?shù)更少，寫起來更方便，但是失去了一些功能。
當(dāng)然，簡單的使用List接口來操作ArrayList實例化對象也是能滿足一定要求的，
也并非不可以使用。
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2.0.5.類的內(nèi)部類
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ArrayList也有一些內(nèi)部類，內(nèi)部類使用成員方法進(jìn)行實例化，返回的是其Implments接口的對象。
由于其接口的方法在內(nèi)部類中被復(fù)寫，所以直接調(diào)用接口的方法，實際上是調(diào)用其內(nèi)部類的方法。
關(guān)于內(nèi)部類，下文中有列舉。
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2.0.6.類的實例化
類的成員方法，隨著實例化時接收的對象類型不同而不同，因為我們只能調(diào)用對象所在類提供
的方法，所以了解ArrayList實例化后的特性，就應(yīng)該使用ArrayList類來接收實例化對象。
（上文已有，不再贅述）
2.1.ArrayList提供了什么？
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提供了什么？我也并非十分清楚。在第一篇中，我認(rèn)為Collection下都是容器，因此作為一個容器，
應(yīng)該提供容器應(yīng)該有的特性吧，比如：
容器存儲結(jié)構(gòu)（底層存儲結(jié)構(gòu)）
容積計算（定容和擴(kuò)容）
增刪改查方法
特性方法（取決于儲存結(jié)構(gòu)和要實現(xiàn)的特性）
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實際上這個內(nèi)容還是能夠進(jìn)行一些分類的。ArrayList提供了如下具體內(nèi)容：
2.1.1.常量和成員變量（無法直接訪問，允許調(diào)用public方法訪問）
常量包括容量（size，MAX。。），底層存儲結(jié)構(gòu)（Object數(shù)組），序列化版本，默認(rèn)儲存等。
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2.1.2.構(gòu)造器和初始化（可調(diào)用構(gòu)造器）
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clinit是該類在VM裝載的時候初始化用的，暫不深究。
它提供了三個構(gòu)造器：
一個無參構(gòu)造器ArrayList（）；
兩個帶參構(gòu)造器ArrayList（int）和ArrayList（Collection< ? extends E>）
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初學(xué)的時候總有一種迷惑的感覺，構(gòu)造器無非就是實例化的，為什么要提供好幾個構(gòu)造器？
這三個構(gòu)造器都應(yīng)該在什么時候使用呢？
如果不確定你定義這個容器的時候，容量多大，容器內(nèi)容是什么，那么應(yīng)該使用無參構(gòu)造器。
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如果確定你定義這個構(gòu)造器的容量，或者至少容量會有多少，可以使用ArrayList（int）構(gòu)造。
因為在ArrayList底層是Object數(shù)組，數(shù)組的容量是確定的，因此每次增加內(nèi)容都需要對數(shù)組
進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容過程中要用新數(shù)組接收拷貝后的舊數(shù)組，所以節(jié)約計算資源效率，在能確定
容量的情況下，最好使用定容構(gòu)造器ArrayList（int）。
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如果一個容器內(nèi)將直接增加數(shù)據(jù)，那么該數(shù)據(jù)最好是來自集合，也就是說向上兩層的接口
Collection之下的所有結(jié)構(gòu)，都可以直接轉(zhuǎn)化為ArrayList的，此時就應(yīng)該選擇使用
ArrayList（Collection< ? extends E>）構(gòu)造器了。
ArrayList查詢快，增刪慢，這個是官方說法。快慢實際上是相對而言的，相對于誰呢？
一般說到數(shù)組的相對性，都指的是鏈表。
即，接收參數(shù)的時候，使用鏈表，查詢和加工參數(shù)的時候，使用數(shù)組。
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2.1.3.成員方法
ArrayList提供的成員方法很多，主要分為三類：
1.增刪改查對容器直接操作，歸為一類。
2.內(nèi)部保護(hù)方法，內(nèi)部處理數(shù)據(jù)中調(diào)用的方法，或只暴露給uitl包的方法，無法公開調(diào)用。
3.其余的，對于容器特性的操作，或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的操作，歸為一類。
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增：add，addAll，分別對應(yīng)添加單個元素和添加多個元素，其中有對于index的指定參數(shù)時，
就是針對指定index后插入實參對象。位指定的時候默認(rèn)加在末尾。
add和addAll的時候有進(jìn)行擴(kuò)容判斷，擴(kuò)容倍數(shù)為1.5倍。（先擴(kuò)容，增加后再去掉空元素）
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刪：remove，removeAll，removeIf，分別對應(yīng)刪除單個元素，刪除多個元素，按條件匹配刪除。
傳入?yún)?shù)有指定的index（按指定index刪除），雙index（按指定index范圍刪除），
Object（嘗試找到此元素并刪除，返回操作標(biāo)識），Collection（刪除指定集合內(nèi)容）
Predicate接口（作為filter來進(jìn)行是否刪除的過濾，功能類似于Compare接口）。
有些刪除的方法是帶有返回值的，為boolean，或被刪除的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)接收，作為是否成功，
或者操作可能需要回滾的判斷。
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改：set，改指定index的值為實參對象。
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查：get，根據(jù)index獲取元素。indexOf，lastIndexOf，分別正序或倒敘根據(jù)元素查index
內(nèi)部保護(hù)方法：
一點(diǎn)點(diǎn)去找內(nèi)部保護(hù)方法去看定義，比較麻煩，可以直接看結(jié)構(gòu)。
若該方法有紅色方框標(biāo)記，就是不對外公開調(diào)用的了。如下圖：
內(nèi)部保護(hù)方法，之所以不對外公開，是因為外部調(diào)用的時候，因為考慮不周，或調(diào)用方式錯誤，
或者其他原因吧，將導(dǎo)致有錯誤出現(xiàn)，本身可能也并非是一個完整的操作鏈，所以保護(hù)起來。
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如fastRemove(int)方法，util包下都可以調(diào)用，有和remove有區(qū)別在于，它省略掉了index校驗
還有rangeCheck（int），是專門用于index校驗的方法，也沒有必要對外公開，它屬于
其他方法，如add，addAll的一部分，這種方法抽取出來的原因，多數(shù)因為出現(xiàn)次數(shù)超過三次，
因此就有必要進(jìn)行重新封裝了。
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特性操作：
特性操作細(xì)分下來，也可以按照功能進(jìn)行細(xì)分。如：
清空（clear），克隆（clone），容量（size），判空（isEmpty），判斷包含（cantains），
容量優(yōu)化（ensureCapacity），遍歷（forEach），迭代器（iterator等），拆分（subList），
拆分迭代（spliterator），比較排序（sort），轉(zhuǎn)數(shù)組（toArray），替換（replace），
去空（trimToSize），求交集（retainAll）
其中，清空，替換，排序，容量優(yōu)化，都是對ArrayList自身的操作。
克隆，容量，判斷，都是對ArrayList的一種特性或內(nèi)容查詢方式。
而遍歷，迭代，拆分，迭代拆分，就純粹是數(shù)據(jù)加工，而獲得其他對象了。
其中拆分，迭代拆分，Collection接口下的Stream（聚合）都是1.8新增的了。
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2.1.4.成員方法調(diào)用的內(nèi)部類
ArrayList中一共有四個內(nèi)部類，都是要用成員方法來調(diào)用的。內(nèi)部類如下圖：
分別是ArrayListSpliterator，Itr，ListItr，SubList。調(diào)用的方法分別如下：
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具體用法，下篇再研究吧我！！
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3.其他關(guān)注點(diǎn)
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發(fā)現(xiàn)了一些奇葩關(guān)注點(diǎn)，不知道有用沒，說下而已。
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內(nèi)部類的類名展示是使用$做連接符的，mybatis中的mapper.xml要使用內(nèi)部類來接收的話，該內(nèi)部類必須是靜態(tài)的。
貌似VM在編譯的時候是拆分編譯的，但是命名不是，還是按照內(nèi)部處理的，如下圖：
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成員變量elementData前有關(guān)鍵字transient進(jìn)行修飾，表示該變量不參與實例化，應(yīng)該是作為緩存的意思了。
fastRemove不僅本類可用，util包下其他的類也可以調(diào)用還。
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要使用Collection下的Stream（聚合）方法的話，必須要將ArrayList用Collection來做對象的類型來接收，然后才可以使用。
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ArrayList是線程不安全的，那么modCount真的那么有用么，就不理解了，不會只用在序列化上吧。也沒見到有回滾方法。
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官方介紹中，ArrayList在List接口下，List接口下的實例定義為隨機(jī)存取不支持，感覺應(yīng)該寫的出來吧，只是壓根沒寫。隨
機(jī)存有影響，隨機(jī)取還不容易咩？沒誰會考慮自己繼承ArrayList然后重新擴(kuò)展吧，估計也有可能，我沒見過而已。
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ArrayList中對Arrays工具類，和System類都有應(yīng)用。
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retainAll調(diào)用了內(nèi)部方法batchRemove，作為一個交集判斷操作，使用了緩沖區(qū)elementData。
如果要提供取交集操作該多好！！
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以上！
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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/liuyuhangCastle/p/9643671.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的一点一点看JDK源码（四）java.util.ArrayList 中篇的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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