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验证ArrayList无参构造时数组的容量

uncle 行业资讯 2025年06月7日

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摘要 :

在进行ArrayList学习过程中，看到了很多人说ArrayList在无参构造时会创建一个默认容量为10的数组，但是当我查看了ArrayList的源码，却发现其无参构造时，明明指向的是一……

在进行ArrayList学习过程中，看到了很多人说ArrayList在无参构造时会创建一个默认容量为10的数组，但是当我查看了ArrayList的源码，却发现其无参构造时，明明指向的是一个空数组：

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

/**

* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.

public ArrayList() {

this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;

}

但是，仔细看一下这个无参构造函数的注释，确实是说构造一个初始容量为10的空列表，似乎有点自行矛盾呢，别急，我们再看一下DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA的注释,你会发现它的注释存在这样的一句话，++***We distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when first element is added.***++ 这里的核心信息是当第一次进行add操作添加元素时，可以知道容量的扩容值；

再看一下elementData的源码注释，也有这样一句话： ++***Any empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.***++ 意思是：添加第一个元素时，任何带有elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 的空ArrayList都将扩展为DEFAULT_CAPACITY(10);

初步猜测，所有的new ArrayList<>()进行无参构造之后，指向的都是堆内存中的统一的一个地址，也就是静态存储区中DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA所指向的那个空数组的位置，只有在进行第一次add操作之后，才会构造一个容量为10的数组。

我接着查看了ArrayList的add（）方法源码，对其扩容机制进行了解，详情如下：

链接：Array的扩容操作，确实可以看到，无参构造之后，elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA,当第一次调用add（）方法的时候，那么会将其扩容到容量为10；

如果看不懂，可以记得结果就行，就是确实是这么回事；同时，下面我也给出三个测试方法，也可以进行验证：

@Test

public void arrayListTest() throws Exception{

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();

Field elementData = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");

elementData.setAccessible(true);

Object[] obj = (Object[])elementData.get(arrayList);

System.out.println(obj);

ArrayList<Integer> arrayList1 = new ArrayList<>();

Field elementData1 = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");

elementData1.setAccessible(true);

Object[] obj1 = (Object[])elementData1.get(arrayList1);

System.out.println(obj1);

arrayList1.add(1);

Field elementData11 = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");

elementData11.setAccessible(true);

Object[] objects = (Object[])elementData11.get(arrayList1);

System.out.println(objects);

System.out.println(objects[0]);

System.out.println(objects[9]);

System.out.println(objects[10]);

}

@Test

public void arrayListTest1() throws Exception{

ArrayList<Integer> aa = new ArrayList<>();

Field elementData11 = ArrayList.class.getDeclaredField("DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA");

elementData11.setAccessible(true);

Object[] obj = (Object[])elementData11.get(aa);

System.out.println(obj);

ArrayList<Integer> ba = new ArrayList<>();

Field elementData12 = ArrayList.class.getDeclaredField("DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA");

elementData12.setAccessible(true);

Object[] obj1 = (Object[])elementData12.get(ba);

System.out.println(obj1);

System.out.println(obj1[0]);

}

@Test

public void arrayListTest2() throws Exception{

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();

Field elementData = ArrayList.class.getDeclaredField("elementData");

elementData.setAccessible(true);

Object[] obj = (Object[])elementData.get(arrayList);

System.out.println(obj);

System.out.println(obj[0]);

}

分别运行，arrayListTest输出：

[Ljava.lang.Object;@e6ea0c6

[Ljava.lang.Object;@6a38e57f

null

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10

arrayListTest1输出：

[Ljava.lang.Object;@e6ea0c6

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0

arrayListTest2输出：

[Ljava.lang.Object;@e6ea0c6

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0

这利用反射机制（正常别这样玩，这个很暴力），拿到了elementData,第一个例子里面可以看到，两次都是无参构造，然后分别取拿到elementData,输出，可以看到的是，两者的地址一致，再多几次也一样，并且，下面的第二个例子里面，也是利用反射机制拿到了DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA，并且输出，第三个例子拿到elementData，可以发现这几个所指向的地址是一致的，也就是都是指向DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA空数组的位置；同时，第三个例子里面输出obj[0]（obj就是elementData），会报ArrayIndexOutOfBoundsException，所以再次验证了，刚刚无参构造的ArrayList就是一个空数组，并且在第一个例子中，当第一次调用add()方法时，我只调用了一次，然后输出objects[9]和objects[10]，可以看到objects[9]不会报错，而objects[10]，会报ArrayIndexOutOfBoundsException，也验证了第一次add操作之后，会构造出一个容量为10的数组，并且，数组的位置也会发生改变，因为在扩容过程中，进行了浅拷贝，elementData会重新指向那个新构造出来的数组。扩容具体实现可以看这篇，也是我写的：ArrayList底层原理及源码分析

最后再附上debug的截图，这里可以很清楚看到结果，和我上面用打印得到的结果一样，而且可以看到都是指向同一地方。