ArrayList 源码分析

// 指定长度
public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        // 创建指定长度的 Object 数组
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        // 空数组
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }
}

// 空参构造方法
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

// 传递集合对象方法
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    // 转换为数组
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        // 这是一个 bug，c.toArray 有可能返回的不是 Object[] 类型，此问题在 JDK9 已经被修复
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        // 数组长度为0，返回空数组
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

// 插入元素
public boolean add(E e) {
    // 检测是否扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1);
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

// 指定位置插入元素
public void add(int index, E element) {
    // 判断 index 是否越界
    rangeCheckForAdd(index);
    // 检测是否需要扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1); 
    // 将 index 之后的所有元素向后移动一位
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index);
    // 将 index 位置覆盖新值
    elementData[index] = element;
    // 长度加 1
    size++;
}

// 扩容的入口方法
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
    ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}

// 计算最小容量
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
    if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        // 默认容量 10
        return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
    }
    return minCapacity;
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
    modCount++;

    // 超过过数组长度则进行扩容，若没有初始化容量大小，则默认为10
    // 是否满足扩容的条件 最小容量 - object 数组的长度
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}
// 数组扩容方法
private void grow(int minCapacity) {
    // 当前数组长度
    int oldCapacity = elementData.length;
    // 新的数组容量 = 老容量 + 老容量 / 2（1.5倍）【右移一位即 / 2】
    // eg: oldCapacity = 10
    // oldCapacity >> 1
    // 0000 1010 >> 1
    // 0000 0101 = 5
    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);
}

// 指定下标删除
public E remove(int index) {
    // 检测 index 值是否越界，IndexOutOfBoundsException
    rangeCheck(index);

    modCount++;
    // 返回要删除的元素
    E oldValue = elementData(index);
    // 将 index+1 及之后的元素向前移动一位，覆盖被删除的值
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    // 将最后一个位置的元素清空
    elementData[--size] = null; 

    return oldValue;
}

// 指定元素删除
public boolean remove(Object o) {
    // 判断元素是否为 null
    if (o == null) {
        for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    } else {
        for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
    }
    // 如果没有匹配，返回 false
    return false;
}

// 快速删除，没有检测 index 下标
private void fastRemove(int index) {
    modCount++;
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    elementData[--size] = null; 
}

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        
list.add(10);
list.add(11);
list.add(12);
list.add(13);
list.add(15);

// for-each 删除
for (Integer num : list) {
    if (num == 12) {
        list.remove(num);
    }
}

// 报错
// Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException

// 因为 ArrayList 源码中
final void checkForComodification() {
    // modCount 值和 expectedModCount 值不相等就异常
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
}

// 解决异常问题
Iterator<Integer> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    Integer num = it.next();
    if (num == 12) {
        // 使用迭代器的删除方法
        it.remove();
    }
}

public void forEachRemaining(Consumer<? super E> consumer) {
    Objects.requireNonNull(consumer);
    final int size = ArrayList.this.size;
    int i = cursor;
    if (i >= size) {
    return;
    }
    final Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
    if (i >= elementData.length) {
    throw new ConcurrentModificationException();
    }
    while (i != size && modCount == expectedModCount) {
    consumer.accept((E) elementData[i++]);
    }
    // update once at end of iteration to reduce heap write traffic
    cursor = i;
    lastRet = i - 1;
    checkForComodification();
}

public void remove() {
    if (lastRet < 0)
        throw new IllegalStateException();
    checkForComodification();

    try {
        ArrayList.this.remove(lastRet);
        cursor = lastRet;
        lastRet = -1;
        // 修改 expectedModCount 值和当前 modCount 一样
        expectedModCount = modCount;
    } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}