摘要：在反射方面来说，从运行时返回一个的实例时不需要经过强制转换然后则需要经过转换才能得到。如果对数据的数量大小已知，操作也非常简单，也不需要中的大部分方法，也是可以直接使用数组的。
我在想每个人在面试的时候都会被问到集合相关的问题，有好大一部分人在回答的时候并没有那么多的逻辑性，通常都是想到哪里说到哪里，这篇文章大概的捋一捋关于集合的相关问题。
在每种编程语言中，都会有循环、数组、流程控制语句，数组是一种线性表数据结构，内存空间是连续的，保存的数据类型也是一致的。
正是因为这两点，数组的随机访问才会非常的高效，这同时也是一把双刃剑，使得数组的其他操作效率变得很低，比如说，增加，删除，为了保持数组里面数据的连续性，就会做大量的消耗性能的数据迁移操作。
针对数组这种类型，java中有容器类，比如ArrayList，ArrayList是对数组的包装，在底层就是数组实现的，因为数组在定义的时候必须是指定的长度，定义之后就无法再增加长度了，就是说不可能在原来的数组上接上一段，所以ArrayList就解决了这个问题，当超过数组容量的时候，ArrayList会进行扩容，扩容之后的容量是之前的1.5倍，然后再把之前数组中的数据复制过来。
接下来，我们看下ArrayList的源码：
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
源码中数组最大的容量是Integer.MAX_VALUE -8，为什么要减去8 呢，这个是上面的定义上面的注释：
/**
* The maximum size of array to allocate.
* Some VMs reserve some header words in an array.
* Attempts to allocate larger arrays may result in
* OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
*/
首先是一些VM在数组中保存的头信息；尝试着去分配更大的数组可能会导致OutOfMemoryError，请求的数组大小超过了VM的限制。
在看这句代码的时候，脑中有没有出现两个大大的问号？？
首先，有没有想到为什么这个数组属性需要用 transient修饰？
（想知道这个关键字是干什么的，可以看下我之前的一篇文章：面试问你java中的序列化怎么答？）
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
大家可以随便的想一下，如果是面试的时候，你会怎么回答？
由于 ArrayList 是基于动态数组实现的，所以并不是所有的空间都被使用。因此使用了 transient 修饰，可以防止被自动序列化。
因此 ArrayList 自定义了序列化与反序列化，具体可以看 writeObject 和 readObject 两个方法。
需要注意的一点是，当对象中自定义了 writeObject 和 readObject 方法时，JVM 会调用这两个自定义方法来实现序列化与反序列化。
第二个问题：这个属性的类型为什么是Object而不是泛型？
这里和大家说下：
java中泛型运用的目的就是对象的重用，就是同一个方法，可以支持多种对象类型，Object和泛型在编写的时候其实没有太大的区别，只是JVM中没有T这个概念，T只是存在编写的时候，进入虚拟机运行的时候，虚拟机会对这种泛型标志进行擦除，也就是替换T到指定的类型，如果没有指定类型，就会用Object替换，同时Object可以new Object()，就是说可以实例化，而T则不能实例化。在反射方面来说，从运行时,返回一个T的实例时,不需要经过强制转换,然后Object则需要经过转换才能得到。
当我们试图向ArrayList中添加一个元素的时候，java会自动检查，以确保集合中确实还有容量来添加新元素，如果没有，就会自动扩容，下面是核心代码，我已经在代码里加了注释，帮助大家能够更好的理解：
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
上面这段代码中有个 变量 modCount++，看到这里的时候确实有些疑惑，我找了下，这个变量是在AbstractList中定义的protected修饰的全局变量，这个变量是记录了结构性改变的次数，结构性改变就是说修改列表大小的操作。
ArrayList是一个线程不安全的类，这个变量就是用来保证在多线程环境下使用迭代器的时候，同时又对集合进行了修改，同一时刻只能有一个线程修改集合，如果多于一个，就会抛出ConcurrentModficationException。
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//核心的扩容代码：扩容之后的容量，
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0) //扩容之后的容量与本次操作需要的容量对比，取更大的
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) //在与数组的最大容量对比，如果比最大的容量大，进入下一个方法
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
//接下来，是把原数组d 数据复制到新的数组里
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
//当 Integer-8 依然无法满足需求，就会取Integer的最大值
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
接下来我们看下，向指定位置添加元素是什么样的：
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
//扩容校验
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
可以看到，当一个集合足够大的时候，add操作向数组的尾部添加元素效率还是非常高的，但是当向指定的位置添加元素的时候，也是需要大量的移动复制操作：System.arraycopy()。
到这里，ArrayList最大的优势是什么呢？我们在平时的开发中涉及到容器的时候为什么会选择List家族的成员，而不直接选择数组呢？大家回想一下自己之前敲代码的经历，答案也就出来了：
ArrayList封装了大部分数组的操作方法，比如插入、删除、搬移数据等等，都在集合内部帮你做好了，还有就是支持动态扩容，这点是数组不能比拟的。
这里需要注意一点，当我们在开始定义集合的时候，如果知道我们需要多大的集合，就应该在一开始就指定集合的大小，因为在集合的内部来进行数据的搬移，复制也是非常耗时的。
那么数组在什么时候会用到呢？
1、java ArrayList无法存储基本类型，int，long，如果保存的话，就需要封装为Integer、Long，而自动的拆装箱，也有性能的消耗，所以总结下这点就是说如果要保存基本类型，同时还特别关注性能，就可以使用数组。
2、如果对数据的数量大小已知，操作也非常简单，也不需要ArrayList中的大部分方法，也是可以直接使用数组的。
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