JAVA開發有很多常用的數據類型，例如：ArrayList，Vector，HashMap，HashTable，StringBuffer，StringBuilder等。本文嘗試從以下三個方面分析ArrayList源碼。

問題：

【Question1】：ArrayList如何存儲數據？

【Question2】：都說ArrayList非線程安全，Vector是線程安全，究竟怎么回事？

【Question3】：從性能方面考慮，使用ArrayList需要注意什么？

【Answer1】：類名當中的array就已經說明，它是以數組的形式存儲數據的。那么，緊接著3個問題來了：

1.1 數組初始容量capacity為多大？如果太小，很快就裝滿了。如果過大，數組又沒被填滿，就會造成內存的浪費。

1.2 數組被填滿之后再往里加數據，數組怎么應對？

1.3 數據太多，多到超過Integer.MAX_VALUE。數組怎么應對？

answer1.1:兩個辦法，要么用戶自己指定capacity的大小；要么給capacity一個初始值。ArrayList的實現中：

辦法一:讓用戶自己指定初始容量。此辦法可以申請少于10個元素容量的數組。

辦法二:初始容量為0。第一次添加數據時，申請默認容量為10的數組空間。把數據放入數組。此策略優點是，實例化ArrayList又不用時，可以避免內存浪費。該策略稱為惰性初始化。缺點，無法申請少于10個元素容量的數組。

answer1.2:add數據過程：

先檢查數組是否還有剩余元素空間，再添加數據。如果有，直接數組末尾添加數據。如果沒有，就先把當前數組copy到一個長50%的空數組中，再往新數組的尾部添加元素。

[舉例]

ArrayList添加元素過程與用整理箱裝東西類似。在沒有東西要裝之前是沒有買整理箱的，在有了第一件需要裝起來的物品之后，買了一個只能裝10件物品的小整理箱，然后把第一件物品放進去。再有新物品以來時，先檢查整理箱是還有空間，如果有就往里面放；如果沒有就買一個比現在整理箱大50%的新整理箱，然后舊整理箱里的物品全部轉移動新整理箱中，然后把新物品放入新整理箱。如此持續下去，當發現需要裝的物品太多，多到整個房子都裝不下了，就拋異常。

answer1.3:直接拋異常。

【Answer2】：Vector在add,get方法前加了"synchronized"，而ArrayList沒有。

【Answer3】：實例化ArrayList時，指定ArrayList的容量。

copy數組的過程很費時間。所以，為了提高性能，盡可能事先估計列表長度，在實例化ArrayList時就指定長度。以避免添加元素過程中，反復通過copy數組來擴容。

[實驗驗證]：

1、實驗過程：

往ArrayList添加300w個字符串(隨機生成的int)，分別執行10次，經過初始化長度的ArrayList平均用時50.1ms；未初始化長度的ArrayList平均用時148.1ms，每次添加300w個字符串，ArrayList擴容33次，也就是copy數組33次。

2、實驗結論：

2.1、實例化ArrayList時指定ArrayList的容量，確實可以提高性能；

2.2、性能相差3倍；

3、結論分析：

3.1、性能相差3倍，但性能差別的絕對值只有100ms左右，相差不是很大。原因很可能是實驗用的字符串對象比較小，所以copy數組的速度很快。如果是大型的POJO對象，差別會更明顯。

3.2、300w條字符串add操作在200ms之內完成。所以，如果要添加的對象不多，對象也不大，可以不用太關心性能的問題。

3.3、如果是大對象或者對象又比較多，最好考慮指定初始容量大小。當然，也可以在大量添加對象之前，調用

ensureCapacity方法預先擴容。

【后續任務】

數組擴容的其他算法。在ArrayList中采用了數組copy的辦法來擴容，可以考慮別的擴容算法。