Java 9 中 ArrayList 构造方法初始化容量设定为 10 背后的洞察

Java 9 中，ArrayList 构造方法的初始化容量被设定为 10，这一看似简单的设计决策背后蕴含着深刻的考量和对性能优化孜孜不倦的追求。让我们深入剖析源码，洞察这一数值设定对集合框架运作和应用程序性能的影响。

一、源代码分析：窥探容量设定的奥秘

public ArrayList() {
    this(DEFAULT_CAPACITY);
}

从 Java 9 的 ArrayList 源代码中，我们可以看到构造方法的实现在内部调用了另一个构造方法，并传递了一个参数 DEFAULT_CAPACITY，其值为 10。这意味着，当我们创建一个新的 ArrayList 时，它的初始容量将自动设定为 10。

二、性能优化：合理容量避免浪费与扩容

选择 10 作为初始容量绝非随意为之，而是经过了精心考量。这个数值在性能和内存利用率之间取得了微妙的平衡。

1. 内存开销最小化：
   初始容量设定为 10 可以最大程度地减少内存开销。当我们创建一个空的 ArrayList 时，它只需要分配足够的空间来容纳 10 个元素。与之相对，如果将初始容量设定为一个过大的值，则会造成不必要的内存浪费。

2. 扩容频率降低：
   合理的初始容量可以减少 ArrayList 需要扩容的频率。当往 ArrayList 中添加元素时，如果容量已满，则需要进行扩容操作，重新分配更大的内存空间。将初始容量设定为 10，可以降低扩容的频率，从而提高应用程序的性能。

三、实用场景：解读初始容量的适用性

1. 小规模数据集合：
   对于存储较小规模的数据集合，例如用户偏好、购物车项目或临时缓冲区，10 的初始容量通常是合适的。这些集合通常不会包含大量元素，因此 10 的初始容量可以避免不必要的内存开销和扩容操作。

2. 预知集合大小：
   如果我们能够预估 ArrayList 将要存储的元素数量，并且这个数量不会超过 10，那么将初始容量设定为 10 是一个明智的选择。这可以避免在添加元素时触发扩容操作，从而提高应用程序的性能。

3. 动态容量调整：
   虽然初始容量设定为 10，但这并不意味着 ArrayList 无法容纳更多元素。当元素数量超过初始容量时，ArrayList 会自动扩容。因此，我们可以将初始容量视为一个起始点，ArrayList 会根据需要动态调整其容量。

四、总结：初始容量设定的深远影响

Java 9 中 ArrayList 构造方法将初始化容量设定为 10 的决策并非偶然，它是基于对性能优化、内存利用率和实用性的综合考虑。这个数值设定不仅对 ArrayList 的运作产生了深远的影响，也对 Java 开发人员的编程实践提供了有益的指导。