前言：
在Java开发中，List接口是最常用的集合接口之一，而ArrayList和LinkedList则是它的两个核心实现类。很多初学者甚至工作多年的开发者，往往只知道“ArrayList查询快，增删慢；LinkedList增删快，查询慢”这句口诀。
本文将摒弃空谈，从底层数据结构、源码实现以及性能分析三个维度，彻底搞清楚这两者的区别，并重点深入剖析ArrayList的源码，看看它究竟是如何工作的。
ArrayList 与 LinkedList 的核心区别
在开始看源码之前，我们先通过一张表快速建立直观的认知：
| 维度 | ArrayList | LinkedList |
|---|---|---|
| 底层数据结构 | 动态数组 | 双向链表 |
| 内存占用 | 连续内存空间，可能浪费尾部空间 | 非连续内存，每个节点需存储前后指针，内存占用更大 |
| 随机访问 | O(1)，效率极高 | O(n)，需遍历链表，效率低 |
| 插入/删除 | O(n)，涉及数组元素的复制移动 | O(n)，虽然找到位置需要遍历，但操作本身只需修改指针指向；若在头尾操作，效率极高为O(1) |
| 尾部插入 | O(1) (均摊)，需考虑扩容 | O(1) |
| 迭代效率 | 较高，对CPU缓存友好 | 较低，节点在内存中分散，缓存命中率低 |
比较他们不同的时候从，底层结构，性能，内存，线程安全来说。他们线程都不安全。
一句话总结：
绝大多数业务场景（以遍历和随机访问为主），ArrayList 完胜 LinkedList。只有在频繁头部插入/删除且数据量极大时，LinkedList 才有理论上的优势。
ArrayList 源码深度解析
环境基于 JDK 1.8
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
// 默认初始容量
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
// 空数组实例，用于构造方法指定初始容量为0时
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 默认容量的空数组实例，用于无参构造，用于区分第一次添加元素时的扩容逻辑
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 真正存储元素的数组，使用 transient 修饰，不参与默认序列化
transient Object[] elementData;
// 集合中实际元素个数
private int size;
}
构造方法：初始化时到底有没有创建10个大小的数组？
这是一个经典的面试题。
情况一：无参构造
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}此时，elementData 指向的是一个空数组，并没有初始化容量为10。延迟加载（懒加载）策略，等到第一次 add 时才真正分配空间。
情况二：指定容量构造
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);
}
}可以看见，如果指定了大于0的数，那么就会直接创造指定大小的数组，如果指定容量为 10，则会立即创建一个长度为 10 的数组。
核心方法：add(E e) 与扩容机制
这是 ArrayList 最精髓的部分。
public boolean add(E e) {
// 1. 确保内部容量足够（核心扩容逻辑）
ensureCapacityInternal(size + 1); // 传入最小需要容量 minCapacity = size + 1
// 2. 赋值
elementData[size++] = e;
return true;
}第一步：计算容量
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
// 如果当前数组是默认的空数组（无参构造创建的）
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
// 取 DEFAULT_CAPACITY (10) 和 minCapacity 的最大值
// 第一次 add 时，minCapacity = 1，所以这里会返回 10
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
// 进入真正的扩容判断
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}第二步：判断是否需要扩容
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; // 记录结构修改次数，用于快速失败机制（fail-fast）
// 如果需要的容量 大于 当前数组的长度，则必须扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}第三步：核心扩容逻辑 grow()
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
// 关键点：新容量 = 旧容量 + 旧容量 >> 1 (即原来的 1.5 倍)
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 如果扩容 1.5 倍后还是小于最小需求容量（这种情况极少，发生在初始容量为0或1时）
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 如果新容量超过了规定的最大数组容量 (Integer.MAX_VALUE - 8)
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// 核心：数组复制，产生一个新的数组，将原数据拷贝过去
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}扩容机制总结：
触发时机：当
size + 1大于当前数组长度时。扩容大小：变为原来的 1.5 倍（
oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。性能影响：扩容涉及
Arrays.copyOf，这是一个耗时的 O(n) 操作。如果能预估数据量，使用new ArrayList<>(int capacity)指定大小，可以避免频繁扩容，显著提升性能。
如何选择
优先使用 ArrayList：在绝大多数业务开发中（展示列表、查询数据、批量插入后仅遍历），
ArrayList是唯一正确的选择。
使用 LinkedList 的场景：
实现 队列（Queue） 或 双端队列（Deque） 结构，利用
offer、poll、peek等 API。需要频繁在列表头部进行插入或删除，且数据量极大（百万级以上）。
避免的错误：
不要使用
LinkedList存储大量数据仅仅因为你需要偶尔的中间删除。使用
ArrayList时，如果能预估数据量，务必指定初始容量，避免频繁扩容带来的性能损耗。
总结
底层结构：
ArrayList是数组，LinkedList是双向链表。性能：
ArrayList查询快，中间增删慢；LinkedList查询慢，头尾增删快。源码重点：
ArrayList的扩容机制是 1.5 倍，无参构造延迟初始化。场景：开发中 90% 以上的场景用 ArrayList，只有在需要实现队列或者极端高频的头尾操作时，才考虑
LinkedList。
转载自CSDN-专业IT技术社区
