Java 泛型底層源碼解析：ArrayList 擴容機制與類型擦除

ArrayList 核心源碼解析 (JDK 1.8)

1. 底層存儲結構

transient Object[] elementData; // 非私有，便於內部類訪問

• 存儲的是對象引用，而非對象本身。
• 默認無參構造器創建長度為 10 的 Object[]。

2. 擴容策略演進

3. JDK 1.8 grow() 完整源碼

private void grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5 倍
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // 核心：複製到新數組
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

• MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8（機器相關）。
• hugeCapacity() 處理超大數組邊界情況。
• Arrays.copyOf 內部調用 System.arraycopy（native 快速複製）。

4. 類型擦除證據

elementData 聲明為 Object[]，而非 E[]。泛型 E 僅在編譯期檢查，運行期擦除為 Object。這就是為什麼不能創建泛型數組（new E[10] 非法）的原因。

工程啟示

• 預估數據量時，使用 new ArrayList<>(initialCapacity) 避免頻繁擴容複製。
• 大量插入前調用 ensureCapacity()。
• 理解擦除機制，正確使用泛型通配符（? extends/? super）。