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最近又到了适合交配的季节了，不对，跳槽的季节了，发现好多之前看的知识点都忘记了，为此我做了面壁思过，最终总结如下。
问题的根本：
- 不是不懂，而是记不住。
- 一次性了解的东西可能不够深入。
针对这两种情况，解决方案也不难：
- 每隔一段时间都要重新看回以前的东西，加深记忆力
- 一次性了解的不够深入，那就多来几次，然后加上备忘录
为此，我定了一个终生求职计划
终生求职是一种状态，让自己一直保持随时可以面试的状态，目前行业越来越卷，这种状态很有必要
我这边预计是每两个月都会回顾一次笔记，然后不定期发文章。
好了，接下来继续聊聊 ArrayList。
ArrayList参数和构造函数
- // 存储数组元素的缓冲区
- transient Object[] elementData;
- // 默认空数组元素
- private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
- // 默认初始化容量
- private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
- // 数组的大小
- private int size;
- // 记录被修改的次数
- protected transient int modCount = 0;
- // 数组的最大值
- private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8
底层ArrayList使用数组实现
构造函数的几种情况：
- 空构造函数
- public ArrayList() {
- this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; // 空数组
- }
- 有参构造函数
- public ArrayList(int initialCapacity) {
- if (initialCapacity > 0) {
- this.elementData = new Object[initialCapacity]; // 数组的大小为参数的大小
- } else if (initialCapacity == 0) {
- this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; // 空数组
- } else {
- throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
- initialCapacity);
- }
- }
Collection转Arraylist
- public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
- elementData = c.toArray();
- if ((size = elementData.length) != 0) {
- // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
- if (elementData.getClass() != Object[].class)
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
- } else {
- // replace with empty array.
- this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
- }
- }
参数collection个数不为0的直接转成Arraylist，但是用的是system.copy
202112留言： ArrayList构造函数，除非赋值，否则初始化后内部数组都是空数组，而第一次扩容则发生在添加元素的时候。
ArrayList添加元素与扩容
ArrayList.add(E e)源码：
可以看到底层使用的是System.arraycopy，而这个copy的过程是比较耗性能的，因此建议初始化时预估一个容量大小。
202112留言： 用无参构造函数创建ArrayList后进行第一次扩容容量是10，后续则是1.5倍，底层调用的是System.arraycopy，而这个copy的过程是比较耗性能的，因此建议初始化时预估一个容量大小。
ArrayList删除元素
ArrayList提供两种删除元素的方法，可以通过索引和元素进行删除。两种删除大同小异，删除元素后，将后面的元素一次向前移动。
ArrayList.remove(int index)源码：
- public E remove(int index) {
- rangeCheck(index);
- modCount++;
- E oldValue = elementData(index);
- int numMoved = size - index - 1;
- if (numMoved > 0)
- System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
- numMoved);
- elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
- return oldValue;
- }
删除元素时，首先会判断索引是否大于ArrayList的大小，如果索引范围正确，则将索引位置的下一个元素赋值到索引位置，将ArrayList的大小-1，最后返回移除的元素。
这里也可以看到modCount++，正如前面所说，就是为了做并发处理，不允许其他线程在这个的同时做修改，同时也不允许自身线程在同时遍历修改。
elementData[--size] = null;可以看到，就是将最后一个值置空，方便GC掉。
202112备注： 删除后底层调用的依旧是System.arraycopy，而这个copy的过程是比较耗性能的，因此才说频繁增删的尽量别用ArrayList。
ArrayList遍历
- @Override
- public void forEach(Consumer<? super E> action) {
- Objects.requireNonNull(action);
- // 预设值了一个expectedModCount值
- final int expectedModCount = modCount;
- @SuppressWarnings("unchecked")
- final E[] elementData = (E[]) this.elementData;
- final int size = this.size;
- // 遍历过程中拿出来判断
- for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) {
- action.accept(elementData[i]);
- }
- // 如果对不上则报错
- if (modCount != expectedModCount) {
- throw new ConcurrentModificationException();
- }
- }
从代码就可以看出来了，在遍历的时候会率先 预设值了一个expectedModCount值，然后再遍历拿出来判断，如果不一样了，则中断流程并且报错，而这个过程则涉及到了快速失败机制了，正常来说，ArrayList不允许遍历删除。
202112备注： ArrayList通过预设值expectedModCount实现了快速失败机制，避免了多线程遍历删除或者增加，以及遍历过程中增删元素。
集合的快速失败(fail-fast)
它是 Java 集合的一种错误检测机制，当多个线程对集合进行结构上的改变操作时，有可能会产生 fail-fast 机制。
迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。
集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount的值。
每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历;否则抛出异常，终止遍历。
注意：这里异常的抛出条件是检测到 modCount!=expectedmodCount 这个条件。
如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值，则异常不会抛出。
因此，不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程，这个异常只建议用于检测并发修改的bug。
场景：java.util包下的集合类都是快速失败的，不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。
202112备注： 我们日常看到的Concurrent Modification Exception，其实就是触发了快速失败机制的表现，做法也很简单：
在遍历的时候给你给modCount设置个备份expectedModCount，如果有多线程在搞，那么必定会导致modCount被改，那么就容易了，每次遍历的时候都检测下modCount变量是否为expectedModCount就可以了，如果不是意味着被改了，那我就不管，我就要报错。
集合的安全失败(fail-safe)
采用安全失败机制的集合容器，在遍历时不是直接在集合内容上访问的，而是先复制原有集合内容，在拷贝的集合上进行遍历。
原理：由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历，所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到，所以不会触发Concurrent Modification Exception。
缺点：基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception，但同样地，迭代器并不能访问到修改后的内容，即：迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝，在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。
场景：java.util.concurrent包下的容器都是安全失败，可以在多线程下并发使用，并发修改。
202112备注： 那么为啥并发容器的时候不怕呢?简单，因为采用了安全失败机制，在遍历的时候直接拷贝了一份出来，这样就不会触发了。
使用ArrayList的subList()需要注意的地方
- public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
- subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
- return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
- }
- SubList(AbstractList<E> parent,int offset,int fromIndex,int toIndex) {
- this.parent = parent;
- this.parentOffset = fromIndex;
- this.offset = offset + fromIndex;
- this.size = toIndex - fromIndex;
- this.modCount = ArrayList.this.modCount;
- }
subList()返回结果不可强制转为ArrayList类型，因为该方法实质是创建一个内部类SubList实例，这个SubList是AbstractList的实现类，并不继承于ArrayList。
通过上面源码可以看出，通过parent属性指定父类并直接引用了原有的List，并返回该父类的部分视图，只是指定了他要使用的元素的范围fromIndex(包含)，endIndex(不包含)。
那么，如果对其原有或者子List做数据性修改，则会互相影响。如果对原有List进行结构性修改，则会踩坑Fast-fail，报错会抛出异常ConcurrentModification Exception。
202112备注： XList.subList()不能当作ArrayList来使用，但是内部其实是引用了实际上XList的部分元素，所以如果引用内的对象被改，也会直接影响XList。
ArrayList迭代器
看下迭代器的遍历和删除相关的源码
- public boolean hasNext() {
- return cursor != size;
- }
- @SuppressWarnings("unchecked")
- public E next() {
- // 同样判断modCount != expectedModCount，不同则报错
- checkForComodification();
- int i = cursor;
- if (i >= size)
- throw new NoSuchElementException();
- Object[] elementData = ArrayList.this.elementData;
- if (i >= elementData.length)
- throw new ConcurrentModificationException();
- cursor = i + 1;
- return (E) elementData[lastRet = i];
- }
- public void remove() {
- if (lastRet < 0)
- throw new IllegalStateException();
- checkForComodification();
- try {
- ArrayList.this.remove(lastRet);
- cursor = lastRet;
- lastRet = -1;
- // 这里删除后会重新复制一次
- expectedModCount = modCount;
- } catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
- throw new ConcurrentModificationException();
- }
- }
202112备注： 为什么ArrayList的迭代器是支持遍历删除的，原因很简单，因为在删除后会重新赋一次值给expectedModCount。
ArrayList和LinkedList的优劣
其实就是数组和链表的优劣势，ArrayList优点，支持随机访问，get(i)的时间复杂度为O(1)，而缺点就是需要扩容，要复制数组，而且内部插入数据需要移动数据，插入删除的性能差;
对于LinkedList来说，优点就是容量理论上来说是无限，不存在扩容，而且可以很方便的插入和删除数据(性能损失在查找)，而缺点就是不能随机访问，get(i)需要遍历。
貌似就是反过来的，所以在实际开发中也很容易区别，看是查找频繁、还是增删频繁，如果是查找频繁就用ArrayList，如果增删频繁就用LinkedList即可。
202112备注： ：ArrayList和LinkedList的优劣可以从数组和链表的结构上来回答，额外补充扩容问题，再回答索引查找频繁还是增删频繁。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/QEzHmLNj-uUytOsikpBf7g
