ArrayList扩容本质是为解决数组长度固定与size动态增长的矛盾，每次add都检查是否需扩容，通过位运算计算1.5倍新容量并兜底至最小需求，最后新建数组并复制元素。

要真正搞懂 ArrayList 扩容原理，不能只记“默认容量10、扩容1.5倍”这句口诀。得从它 为什么扩容、什么时候扩容、怎么算新容量、扩容干了什么 四个层面串起来理解。

扩容的底层动因：数组长度固定，但 size 要增长

ArrayList 底层是 Object[] elementData，是个普通数组——创建时长度就定死了。而 size 是实际元素个数，会随着 add() 一直加。一旦 size + 1 > elementData.length，数组就装不下了。这不是“建议扩容”，是 必须扩容，否则会数组越界。所以扩容本质是：用一次内存重分配，换后续几十次 add 的顺利执行。

触发时机很明确：每次 add 都检查 size+1 是否超限

不是“攒够一批才扩”，而是 每调用一次 add(E e)，都立即判断是否需要扩容。核心逻辑在 ensureCapacityInternal(size + 1) 中：

• 如果当前 elementData 是空数组（无参构造），第一次 add 就直接设最小容量为 10（DEFAULT_CAPACITY）
• 否则，只要 size + 1 > elementData.length，就进 grow() 流程
• addAll 等批量方法也一样，内部仍是逐个 add，同样逐次触发检查

新容量怎么算：1.5 倍是位运算，但有兜底逻辑

grow() 方法里计算新容量的代码是：int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

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• oldCapacity >> 1 就是右移一位，等价于除以 2（整数截断），所以确实是“旧容量 × 1.5 向下取整”
• 但关键细节：如果算出来的 newCapacity 还是小于当前所需的最小容量（比如第一次 add 100 个元素，minCapacity=100），那就直接用 minCapacity，不硬撑 1.5 倍
• 另外，JDK 8 对容量上限做了保护，避免溢出，超过 Integer.MAX_VALUE - 8 会走特殊逻辑

扩容真正干了三件事：算、建、拷

很多人以为扩容就是“变大一点”，其实它是一次完整的内存操作：

• 算：确定最终 newCapacity（考虑初始空数组、1.5 倍、minCapacity 三重校验）
• 建：new Object[newCapacity]，分配一块全新连续内存
• 拷：System.arraycopy(elementData, 0, newElementData, 0, size)，把老数组所有有效元素复制过去；原数组失去引用，变成待 GC 对象

这个过程耗时主要在第三步——数据量越大，复制越慢，且频繁扩容还会制造大量短命对象，加重 GC 压力。

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