Java ArrayList扩容机制 （源码解读）

结论：初始长度为10，若所需长度小于1.5倍原长度，则按照1.5倍扩容。若不够用则按照所需长度扩容。

一. 明确类内部重要变量含义

        1：数组默认长度

        2:这是一个共享的空数组实例，用于明确创建长度为0时的ArrayList ，比如通过 new ArrayList<>(0)，ArrayList 内部的数组 elementData 会指向这个 EMPTY_ELEMENTDATA。因为它是静态常量，可以共享这个数组，避免内存浪费。

        3:也是一个共享的空数组实例，用于未指定容量的 ArrayList。当你创建一个 ArrayList 但没有指定容量，比如 new ArrayList<>()。它和 EMPTY_ELEMENTDATA 不同的地方在于，一旦向 ArrayList 添加第一个元素，它的容量会自动扩展到默认10的大小。可以达到延迟分配的作用。

        4:elementData 是 ArrayList 的实际存储数组，其中保存着所有的元素。如果 ArrayList 是空的，那么 elementData 会指向 EMPTY_ELEMENTDATA 或 DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，根据是否指定了容量。

        5:ArrayList的实际长度

二. 初始化方式即elementData指向（源码）

第 1 种初始化方式，不指定长度，会指向默认长度的空数组。

第 2 种初始化方式，明确指定长度为0，会指向空数组。

3. 通过add方法来展示扩容过程

3.1 小于默认长度10的扩容

        如图所示最后一段是若扩容最小长度小于10或数组长度为0，则会直接扩容为默认长度10.

3.2 大于10的扩容

        源码中赋予新长度的的两种增长方式，图中标出的增长1与增长2。

        增长1:即为目前数组最少需要的扩容多少

        增长2:为原始数组长度的0.5倍。（oldCapacity>>1,代表右移位操作，oldCapacity>>1  等于 oldCapacity/2 等于 oldCapacity*0.5）

        源码中是将增长1和增长2传入ArraySupport.newLength函数中来获得合适的新长度。

        而ArraySupport.newLength函数中重要公式如下：

可以看出，若扩容0.5个oldCapacity 比需要的最小容量则按照0.5个oldCapacity扩容，否则按照所需的最小容量进行扩容。

4.总结：若首次扩充长度不足10的，扩充为默认最小长度10。超过10的按照实际长度扩容。非首次扩容，若扩容1.5倍够用则按照1.5倍扩容，不够用则按照所需的容量扩容。

        补充知识点：为什么扩容倍数是1.5而不是其他倍数。若倍数太大，则可能会导致过多空间浪费，若倍数太小，则会导致频繁扩容，降低性能。所以选择1.5倍尽可能不浪费过多空间，也尽可能不会频繁扩容。