Java源码阅读学习后的浅析和感悟（JKD篇）

- 为什么阅读源码

一、感觉现在学习Java就是在学她的各种API如何调用，时间长了就觉得Java很枯燥失去了热情。二、好奇这些API在底层如何实现的，就比如pow（a，b）难道就是b个a相乘？顺便再记个笔记方便复习。三、更想学习这些大佬们的思路，到底是什么样的人才能搞出来这些东西！四、个人原因，可能是感情问题哈哈哈哈哈，我突然发现我在感情上一旦出现情绪波动，唯一能转移情绪的可能就是技术了！

集合框架类

- 为什么会要引入集合

答：为了更方便更高效的存储多个数据。在初学的时候，我们都知道在集合出现之前方便存储多个数据的是数组，但是它总归有自己的局限性：1.长度，在存储对象时由于长度的不确定性使得数组不太适用。因为数组一旦指定了长度就无法更改。2.存储特性，顺序存储且可重复。故对于需要无序的或需要去重的存储就带来了极大的不便。3.增加、删除，在增删时效率太低。在我们学数据结构中可知，数组是顺序表的结构，数组除了在末尾删除时不需要移动其他元素，在别的地方都需要。

- 集合结构图（部分）

ArrayList集合源码分析

- 扩容机制

如何扩容：一、ArrayList中创建了一个Object型的数组elementData[]，往后的绝大多数操作都是以elementData数组为基础。二、当ArrayList对象是用ArrayList()方法被创建时，elementData的初始容量为 0，第一次向里面添加元素时，其容量会扩容到 10，如果需要再次扩容，则扩容的容量时当前容量的1.5倍。三、当ArrayList对象是用ArrayList(int)方法被创建时，则容量为指定容量大小，如果再次扩容，容量是前一次的1.5倍。下面给出所要用到的方法、其解释和自己学习后的看法。（变量size-->索引）	    

• 构造方法

// ArrayList(int)
public ArrayList(int initialCapacity) {if (initialCapacity > 0) {this.elementData = new Object[initialCapacity];} else if (initialCapacity == 0) {this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);}}//ArrayList()
public ArrayList() {this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}//ArrayList(Collection<? extends E> c)
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;}}

• 插入数据

public boolean add(E e) {ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true;}public void add(int index, E element) {rangeCheckForAdd(index);ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);elementData[index] = element;size++;}

- 关键方法解释（DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA–>默认为空的elementData数组）

1.private void ensureCapacityInternal(int minCapacity)

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));}

该方法用于计算elementData的最小容量。

2.private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity)

private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);}return minCapacity;}

注：DEFAULT_CAPACITY默认扩容容量为 10
该方法 1.先判断这个数组的容量是否为 0，如果是 0，说明他用了无参构造器创建了该对象，再用了Matn.max（a，b）去最大值的方法返回给函数头。如果不为 0，则直接返回给函数头。
该方法的目的就是为了判别创建该对象时是否指定了其容量。

3.private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity)

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {modCount++;// overflow-conscious codeif (minCapacity - elementData.length > 0)grow(minCapacity);}

该方法为了明确最小容量是否足够当前的数据进入。
if (minCapacity - elementData.length > 0) 这段话的意思就是如果最小容量（其实就是指当前集合内有效元素的个数）大于了数组的长度说明容量不够了，需要扩容了故他就往下走，走到grow(minCapacity)方法中去。

4.private void grow(int minCapacity)★

private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint oldCapacity = elementData.length;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);}

这一步才是真正对其进行扩容的步骤。
这一段的逻辑其实并不难但是很妙！
int oldCapacity = elementData.length  他把数组的长度给了这个扩容前的容量（oldCapacity）
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)  这段话是先把扩容前的容量扩容1.5呗然后赋给扩容后的容量（newCapacity ） 这里的位运算就用的很妙 oldCapacity >> 1 == oldCapacity / 2
if (newCapacity - minCapacity < 0)newCapacity = minCapacity;  这段话就是进行修补了，如果新容量比最小容量还小，那还不如用这个最小容量。
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); 这句话应该就是防止数组无限扩容。       
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  最后用了这个拷贝的方法，他在保留了原有数据的基础上再对数组进行扩容。        

5.总结

第一次学习源码，真的是满嘴卧槽，很多地方太妙了。虽然自己的水平太难达到这种地步，但是看大牛前辈们留下的精华也是一种享受！！但是自己觉得这里面也有些不足，比如在用add（）方法时，他每次都对当前容量进行判断是否需要扩容，如果我时批量添加元素也就是我添加n次他就判断n次，这样可能就会使得效率略低，做了一些无用功，但是还是不妨碍大佬们的这些发光的技术精华！（个人感受）

LinkedList集合源码分析

- 增删改查分析

LinkedList本质上就是一个（双向）链表，其优点：一、增加和删除的操作效率高，相比于数组，其时间复杂度为O(n)而链表则为O(1)二、不受大小限制，拓展性强。三、内存利用率高，只有在创建时才占用内存，不会对内存造成浪费。

- 链表基本插入删除操作演示（动图）

插入

删除