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一、写在前面
这是源码分析计划的第一篇，博主准备把一些常用的集合源码过一遍，比如：ArrayList、HashMap及其对应的线程安全实现，此文章作为自己相关学习的一个小结，记录学习成果的同时，也希望对有缘的朋友提供些许帮助。
当然，能力所限，难免有纰漏，希望发现的朋友能够予以指出，不胜感激，以免误导了大家！
二、稳扎稳打过源码
首先，是源码内部的成员变量定义以及构造方法：
参数项
构造方法
进阶分析，集合常用操作，先从简单入手：
按位次获取单个集合元素
按位次修改单个集合元素
如前所述，单个元素按位次获取操作很简单，只要你了解到arrayList内部是数组存放数据，那上述操作完全可以想得到。
下面继续，集合的添加和删除操作，没看过源码的朋友可以思考下，添加和删除操作同上述两个操作主要的区别在哪里？为什么会复杂些？
因为添加元素的时候可能位置不够嘛，那怎么办？位置不够就加位置，也就是所谓的“扩容”！我们自己思考下实现思路，然后同作者的思路对比下：
1.上面我们提到，默认构造方法使用的lazy_init模式，添加元素时才init。那第一步判断是否需要init，需要则init。
2.判断是否需要扩容（通俗点说就是当前数组有没有空位置？）需要就扩容（创建个容量更大的新数组），但是扩容也不是无限的，超过上限就报错（Integer.Max_Value），并把原数据copy到新数组，否则什么都不做
3.在指定位置添加元素，并size++
单个添加集合元素
对比后发现，总体思路是没问题的，但是作者为什么要加入下面这样的容量上限处理逻辑？朋友们可以思考下，ArrayList的容量上限到底是Integer.MAX_VALUE还是MAX_ARRAY_SIZE?
答案是：Integer.MAX_VALUE，依然还是它，并不是源码中作者定义的MAX_ARRAY_SIZE，那就引申出一个问题了-MAX_ARRAY_SIZE存在的意义。
我的理解是，这个上限的存在，减小了内存溢出的概率。首先注释中也提到了“Some VMs reserve some header words in an array”，意思就是有些虚拟机把头信息保留在数组中，毫无疑问保存信息是要占空间的，也就是我实际数组空间可能是不足Integer.MAX_VALUE的，作者应该是这样的思路（我猜的~）“我可以基本确定实际空间不会小于MAX_ARRAY_SIZE（可能是分析了主流虚拟机的实现而得出的结论），因此设置个阈值，来确保不会内存溢出，但如果这个容量还是不够，那把剩下的风险很高的8也给你好了，至于是不是会溢出，天知道，反正我已经尽力了！”
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError(); return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
单个删除元素
批量删除
序列化与反序列化
迭代器
三、 ArrayList使用建议
1.当你需要确定长度的ArrayList时，推荐使用该长度初始化，理由是防止频繁扩容，扩容相对而言是对性能影响相当大的操作（请注意是相对而言，相对于常规的增删改查等操作）。
2.谨慎使用clone、toArray，对于源对象和方法返回对象，数据修改操作会相互影响。他们最终都执行了System.arrayCopy()，都是“浅拷贝”：只copy了引用，所有对于其中一个引用的修改操作会传递到其他引用上。java的copy应该都是“浅拷贝”，测试如下：
测试clone
3.谨慎使用subList，深入分析后会发现，本质原因同上面类似，都是相同的引用，所以数据修改操作会相互影响，如下例子：
测试subList
4.细心的朋友可能发现了，arrayList没有提供对数组的构造方法，但是我们知道array->arrayList是比较常见的需求，那如何做呢？办法不止一种，选择你喜欢的即可，如下：
arrayToList
四、源码相关扩展（我能想到的可以深入思考的一些地方）
1.快速失败（fail fast）机制：
我们知道，ArrayList不是线程安全的集合类。意味着在并发操作时，很容易发生错误。按照常规思路，发现结果出错，抛出异常即可。但在实际应用中，我们并不满足于此，有没有一种检测机制，在并发操作前进行校验，提前告诉我们可能发生的错误呢？如你所料，就是我们提到的快速失败机制。它是如何实现的呢？其实很简单，我们定义一个计数器modCount，这个计数器记录所有集合结构变动的次数，比如增加两个元素就modCount+=2，再比如删除3个元素就modCount+=3，这个计数器只能增加不能减少，然后我们在执行一些需要快速失败的操作时（比如：迭代器、序列化等等），执行之前记录下当前modCount为expectedModCount,在适当的时候判断expectedModCount、modCount是否相等就可以判断这期间是否有过集合结构的变动。
2.lambda表达式：读源码我们发现，ArrayList中加入了许多支持lambda的方法，作为JDK8的亮点之一，应该能够熟练使用，然后再详细分析lambda的实现机制我觉得也很有意思。
3.jdk中常用JNI方法的实现：上文我们在对clone方法做分析的时候，最终只分析到Object的native方法，我觉得有机会去看下常用的一些native方法的实现也是很有意思的，待研究。
五、总结一下
老实说，分析完ArrayList发现，所花的时间大出我预计，我一度认为我已经理解的很透彻了，但是在写这篇文章的途中我又把差不多一半的源码回顾了一遍（这真是个悲伤的故事），不过不管怎么说，这是个好的开始，后面一篇解析hashMap。
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