1. 接口实现

arraylist

ArrayList继承AbstractList类，实现List，RandomAccess，Cloneable，Serializable接口。AbstractList提供 List 接口的骨干实现，从而最大限度地减少了实现由“随机访问”数据存储（如数组）支持的接口所需的工作。对于连续的访问数据（如链表），应优先使用AbstractSequentialList，而非此类。
AbstractCollection是集合类的抽象类，主要提供集合层面的一些操作。
RandomAccess是随机访问的接口标志，如果继承RandomAccess则说明当前类是支持随机访问的。

2. 扩容

ArrayList默认构造方式有三种:

第一种: 给定初始化大小；

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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);
   }
}

第二种: 默认初始化大小，默认初始化为10；

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public ArrayList() {
   this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

第三种: 集合大小

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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;
   }
}

下面我们看下add方法的扩容流程:

注意：为了方便看源码，我会将一些方法的源码组合到add方法中

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public boolean add(E e) {
    // 首先判断是否是默认初始化大小，如果是，比较默认的数组大小和当前数组大小size+1，相比，取较大的那个
   int minCapacity = size + 1;
   if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
       minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
   }
   // 记录数组的修改次数（这个参数可以在常见变量解释小结中说明）
   modCount++;
   // overflow-conscious code
   // 判断当前的minCapacity是否大于当前数组的容量，进行扩容操作
   if (minCapacity - elementData.length > 0){
       // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 新的数组大小为oldCapacity+1/2 * oldCapacity
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        // 判断下新数组大小是否小于minCapacity
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        // 判断新的数组大小是否大于Integer.MAX - 8
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0){
            if (minCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            // 如果新容量大于Integer.MAX - 8，则新容量为Integer.MAX
            newCapacity = (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
        }   
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
   }
   elementData[size++] = e;
   return true;
}

ArrayList所有方法涉及扩容的原理都差不多，可以参考上述的代码注释了解。

3. 参数

modCount: modCount是一个AbstractList的一个成员变量，主要的作用是，子类的迭代器用于判断fail-fast的参数。具体可以详见为什么不能在foreach中执行remove/add操作？，虽然这篇博客只讲了一个问题，但是可以管中窥豹。

size: size是ArrayList的元素数量，元素可以为null。

MAX_ARRAY_SIZE: 为什么ArrayList数组的最大大小为Integer.MAX-8，原因是Some VMs reserve some header words in an array.Attempts to allocate larger arrays may result in OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit。

FAQ

为什么不能在foreach中执行remove/add操作？