ArrayList是List接口最常用的一个实现类，支持List接口的一些列操作。

1.ArrayList继承关系

2.ArrayList组成

private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}
//真正存放元素的数组
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
private int size;

一定要记住ArrayList中的transient Object[] elementData，该elementData是真正存放元素的容器，可见ArrayList是基于数组实现的。

3.ArrayList构造函数

>public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }
}
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

• Object[] elementData 是ArrayList真正存放数据的数组。
• ArrayList支持默认大小构造，和空构造，当空构造的时候存放数据的Object[] elementData是一个空数组{}。

4.ArrayList中添加元素

>public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

注意ArrayList中有一个modCount的属性，表示该实例修改的次数。（所有集合中都有modCount这样一个记录修改次数的属性），每次增改添加都会增加一次该ArrayList修改次数，而上边的add(E e)方法是将新元素添加到list尾部。

5.ArrayList扩容

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        //DEFAULT_CAPACITY是10
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}

可见当初始化的list是一个空ArrayList的时候，会直接扩容到DEFAULT_CAPACITY，该值大小是一个默认值10。而当添加进ArrayList中的元素超过了数组能存放的最大值就会进行扩容。注意到这一行代码

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

采用右移运算，就是原来的一般，所以是扩容1.5倍。比如10的二进制是1010，右移后变成101就是5。

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 = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

6.数组copy

Java 是无法自己分配空间的，是底层C和C++的实现。以 C 为例，我们知道 C 中数组是一个指向首部的指针，比如我们 C 语言对数组进行分配内存。Java 就是通过 arraycopy 这个 native 方法实现的数组的复制。

public static native void arraycopy(Object src, int  srcPos,
                                        Object dest, int destPos,
                                        int length);

p = (int *)malloc(len*sizeof(int));

这样的好处何在呢？**Java里内存是由jvm管理的，而数组是分配的连续内存，而arrayList不一定是连续内存，当然jvm会帮我们做这样的事，jvm会有内部的优化，会在后续的例子中结合问题来说明。

7. 为什么elementData用transient修饰？

• transient的作用是该属性不参与序列化。
• ArrayList继承了标示序列化的Serializable接口
• 对arrayList序列化的过程中进行了读写安全控制。是如何实现序列化安全的呢?

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();

    // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
    s.writeInt(size);

    // Write out all elements in the proper order.
    for (int i=0; i<size; i++) {
        s.writeObject(elementData[i]);
    }

    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

/**
 * Reconstitute the <tt>ArrayList</tt> instance from a stream (that is,
 * deserialize it).
 */
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

    // Read in size, and any hidden stuff
    s.defaultReadObject();

    // Read in capacity
    s.readInt(); // ignored

    if (size > 0) {
        // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
        int capacity = calculateCapacity(elementData, size);
        SharedSecrets.getJavaOISAccess().checkArray(s, Object[].class, capacity);
        ensureCapacityInternal(size);

        Object[] a = elementData;
        // Read in all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            a[i] = s.readObject();
        }
    }
}

在序列化方法writeObject()方法中可以看到，先用默认写方法，然后将size写出，最后遍历写出elementData，因为该变量是transient修饰的，所有进行手动写出，这样它也会被序列化了。那是不是多此一举呢？

protected transient int modCount = 0;

当然不是，其中有一个关键的modCount, 该变量是记录list修改的次数的，当写入完之后如果发现修改次数和开始序列化前不一致就会抛出异常，序列化失败。这样就保证了序列化过程中是未经修改的数据,保证了序列化安全。（java集合中都是这样实现）

在看完了本文后，我们已经清楚地知道了List接口是实现ArrayList类的了，当然，Java集合中不仅仅只有List接口,而List接口中也不仅仅只有ArrayList类，因此在Java集合中，我们还有很多知识需要学习，我们可以到动力节点在线观看免费的视频课程学习这方面的知识。