ArrayList 是一个数组队列，相当于 动态数组。与Java中的数组相比，它的容量能动态增长。它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。
在IDEA中通过Ctrl+Alt+U可以查看到继承关系。
ArrayList 继承了AbstractList，实现了List。它是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
ArrayList 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在ArrayList中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。
ArrayList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆。
ArrayList 实现java.io.Serializable接口，这意味着ArrayList支持序列化，能通过序列化去传输。
和Vector不同，ArrayList中的操作不是线程安全的！所以，建议在单线程中才使用ArrayList，而在多线程中可以选择Vector或者CopyOnWriteArrayList。
ArrayList构造函数
//可传入初始容量大小构造函数，当传入为0时会分配容量为0的Object类型数组 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); } } //空参传入时并不会为其分配空间 //private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; //类内定义了DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA没有元素的Object类型数组 //只有当调用add()方法时才会初始化容量为10，这与JDK1.6中空参就创建容量为10的Object数组是不同的 public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; } //创建了一个包含collection的ArrayList 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; } }
关键函数：
//由该方法调用grow来实现动态扩容 //目的在于解耦，将真正用于扩容的方法gorw()抽象出来 private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); } //确立数组扩容的上限，-8的原因在于有的虚拟机需要一个单元大小来存放数组的容量 //并且在序列化传输时会将this.size写入数组一起序列化传入，接收方先读到size确定数组大小才能知道该读取多少字节 private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; //真正的用于增长数组容量的函数 //JDK1.6中扩容公式是：新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1” 扩容1.5倍 //JDK1.8中扩容公式为：新的容量=“原始容量+（原始容量/2）”，扩容1.5倍，容量计算比JDK1.6简单，有一点性能上的优化 private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); } //当grow()函数接收到的参数大于MAX_ARRAY_SIZE时会调用这个方法获取新的容量 private static int hugeCapacity(int minCapacity) { if (minCapacity < 0) // overflow throw new OutOfMemoryError(); return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE; }在源码中我们可以看到在调用add(),addAll(),readObject()方法时都会调用ensureCapacity()方法或者ensureCapacityInternal()方法，其作用一个是检查this.size是否合规，另一方面是在扩容前对参数进行检查，是否查过最大容量限制。当参数检查合规后再调用ensureExplicitCapacity()对数组进行动态扩容。
ArrayList包含了两个重要的对象：elementData 和 size。elementData 是"Object[]类型的数组"，它保存了添加到ArrayList中的元素，对外不可见。size 则是动态数组的实际大小。
ArrayList调用默认构造函数时并不会为其分配数组，而是在调用add()方法后对数组进行检查，如果发现没有容量再分配大小为10的Object数组。这与JDK1.6是不同的，JDK1.6调用默认构造函数后会马上分配容量为10的Object数组。另外也要注意JDK1.8与JDK1.6的数组容量增长公式也是不同的，但最终大小每次增长都是1.5倍。ArrayList的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个数组中。ArrayList实现java.io.Serializable的方式。当写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写入“每一个元素”；当读出输入流时，先读取“容量”，再依次读取“每一个元素”。
ArrayList的三种遍历方式：
//第一种迭代器方式 Integer value = null; Iterator iter = list.iterator(); while (iter.hasNext()) { value = (Integer)iter.next(); } //第二种随机访问，通过索引值 Integer value = null; int size = list.size(); for (int i=0; i<size; i++) { value = (Integer)list.get(i); } //第三种forezch Integer value = null; for (Integer integ:list) { value = integ; }其中遍历ArrayList时，使用随机访问(即，通过索引序号访问)效率最高，而使用迭代器的效率最低。
调用toArray异常:
调用 toArray() 函数会抛出“java.lang.ClassCastException”异常，但是调用 toArray(T[] contents) 能正常返回 T[]。
toArray() 会抛出异常是因为 toArray() 返回的是 Object[] 数组，将 Object[] 转换为其它类型(如如，将Object[]转换为的Integer[])则会抛出“java.lang.ClassCastException”异常，因为Java不支持向下转型。具体的可以参考前面ArrayList.java的源码介绍部分的toArray()。 解决该问题的办法是调用 <T> T[] toArray(T[] contents) ， 而不是 Object[] toArray()。
调用 toArray(T[] contents) 返回T[]的可以通过以下方式实现。
public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) { Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]); return newText; }文中部分内容摘自 http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html
还有关于fail-fast的内容该博主写的也很棒，请移步http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html 阅读
