Java專欄：以動畫的方式帶你深入理解Java源碼ArrayList！！！
大家好，我是老黑[1]。
今天我們來研究研究Java集合ArrayList的源碼，廢話不多說，開搞。
先拋出幾個問題：
你是否知道ArrayList的存儲原理？ 你是否知道ArrayList的擴容原理？ 你知道ArrayList什么時候擴容嗎？ 你知道ArrayList是線程安全的嗎？ 你知道ArrayList與LinkedList的區(qū)別嗎？
(答案與ArrayList生命周期動畫放在文末～)
再預(yù)覽一下本文大綱：
ArrayList概述
ArrayList是Java語言中最常見的集合工具類之一，它繼承AbstractList，實現(xiàn)了以下接口：
List（列表）
RandomAccess（順序訪問）
Cloneable（可克?。?/p>
Serializable（可序列化）
從它的繼承與實現(xiàn)來看，ArrayList是一個可克隆，可序列化，可順序訪問的列表。
ArrayList的存儲原理
在ArrayList中，內(nèi)部擁有4個屬性：
從上圖發(fā)現(xiàn)，ArrayList的實現(xiàn)原理內(nèi)部其實是一個對象數(shù)組：Object[]，然后還有一個屬性size用來表示鏈表的實際長度。
源碼分析
增
add(E object)
add(int index, E object)
請問：這個方法是線程安全的嗎？
我們再看一個動畫演示：
所以，add(int index, E object)不是線程安全的。
刪
remove(int index)
remove(Object o)
改
set(int index, E object)
修改與刪除不同，修改沒有類似CAS（比較并且交換）的API。
在這里多提一嘴，我們要知道，一個列表存放的到底是什么？
沒錯，存放的是對象的地址，而不是真正的對象，下面再來看一下動畫演示如何修改的：
查
查詢比較簡單，直接根據(jù)下標獲取數(shù)據(jù)即可。
迭代器
ArrayList.Itr迭代器
迭代器的這些方法其實都是我們經(jīng)常會使用到的，hasNext、next、remove等等。
小結(jié)：
使用迭代器后，在迭代器外部最好是不要操作列表，否則在后續(xù)使用這個迭代器時很有可能將拋出異常； 使用next之前一般都會使用hasNext進行判斷； 使用remove之前必須使用next方法； 使用remove方法后迭代器內(nèi)部的expectedModCount會同步更新，所以在迭代器內(nèi)部remove是允許的； remove方法不允許連續(xù)使用兩次，因為在第一次使用后lastRet就會置為-1，下次remove時判斷l(xiāng)astRet<0則拋出IllegalStateException。
ArrayList.ListItr迭代器
ListItr是繼承了Itr的，所以Itr的所有功能在ListItr都有。
ListItr與Itr的區(qū)別是：
Itr只能從前往后迭代，并且是不允許查找上一個數(shù)據(jù)；
而ListItr則允許從前往后和從后往前兩種迭代方向，同時也允許查找上一個數(shù)據(jù)，并且也允許從中間某一個位置開始遍歷。
遍歷方式
準備
Listfor循環(huán)
for?(int?i?=?0;?i?????Object?obj?=?list.get(i);
????System.out.println(obj);
?
????//?remove
????//?不推薦，原因：內(nèi)部會進行數(shù)組塊移動，性能低
????//?list.remove(obj);
}
增強for循環(huán)：foreach
//?foreach遍歷的本質(zhì)是迭代器遍歷
for?(Object?obj?:?list)?{
????System.out.println(obj);
?
????//?remove
????//?反對，原因：如果在里面remove元素的話，會拋ConcurrentModificationException異常
????//?list.remove(obj);
}
老黑在這里額外提一嘴，foreach遍歷的本質(zhì)是迭代器遍歷，所以，在迭代器遍歷的時候，使用list.remove方法，會修改list內(nèi)部的modCount，而迭代器內(nèi)部的expectedModCount并沒有改變，所以在下一次迭代的時候，迭代器內(nèi)部檢查將會拋出ConcurrentModificationException異常。
迭代器遍歷(推薦)
Iterator?iterator?=?list.iterator();
while?(iterator.hasNext())?{
????Object?obj?=?iterator.next();
????System.out.println(obj);
?
????//?remove
????//?推薦，不管是遍歷還是remove都推薦
????iterator.remove();
}
lambda表達式遍歷
list.forEach(item?->?{
????System.out.println(item);
?
????//?遍歷的話，推薦
????//?remove的話，不推薦，remove會拋
????//?ConcurrentModificationException異常
});
Stream遍歷
list.stream().forEach(item?->?{
????System.out.println(item);
?
????//?遍歷的話，推薦
????// remove的話，不管是串行流還是并行流都不推薦，remove會拋ConcurrentModificationException異常。
});
對于Stream，后面我們單獨出一篇文章來了解它的原理。
對于線程安全問題，我們的解決方案可以有：
使用api之前獲取鎖，如synchronized、Lock等；
使用Collections.synchronizedList()；
List的生命周期
今天我們講解暫且告一段落了，感謝大家的閱讀。
下一篇我們就來研究LinkedList的原理實現(xiàn)。
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