指定initialCapacity参数的ArrayList构造方法有什么作用？

核心概念前置说明 #

要搞懂这个问题，首先要区分ArrayList的两个完全不同的属性：

• 容量（capacity）：ArrayList底层存储元素的数组的实际长度，属于内部实现参数，不会对外暴露
• 大小（size）：ArrayList中实际存储的有效元素数量，是对外公开的列表长度，调用size()方法返回的就是这个值

构造方法的作用 #

public ArrayList(int initialCapacity)的作用非常明确：初始化时提前将底层存储数组的长度设置为你指定的initialCapacity值，不会使用默认的初始容量规则（JDK8及之后默认无参构造的ArrayList初始容量为0，第一次添加元素时才会扩容到10）。 #

为什么访问小于初始容量的下标还会抛异常？ #

你调用get()、set()等方法访问下标时，Java判断下标是否合法的依据是size，不是容量。
举个例子：你执行ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(10);时，底层数组长度已经是10了，但你还没有添加任何元素，此时list.size()返回的是0，你哪怕访问下标0，都会因为下标 >= size触发IndexOutOfBoundsException，这是符合设计预期的。初始容量只是预分配了底层存储空间，不会凭空给列表生成占位元素，自然也不会改变列表的有效长度。 #

设置初始容量的实际意义 #

初始容量的核心作用是减少扩容带来的性能开销。
ArrayList的扩容逻辑是：每次添加元素时如果发现size == capacity，就会自动创建一个长度为原容量1.5倍的新数组，把原数组的所有元素复制到新数组中，再回收旧数组。如果元素数量很多，这个反复扩容、复制数组的过程会浪费大量性能。

举个实际场景对比：你需要往列表里插入10000条数据

• 使用默认无参构造：需要经历7次扩容，累计要复制近20000次元素，还会产生多个临时的旧数组对象，增加GC压力
• 使用new ArrayList(10000)构造：全程不会触发任何扩容，插入操作的耗时能降低30%以上，元素越多性能提升越明显
  当然初始容量也不是设置得越大越好，如果你只需要存10个元素却设置了10000的初始容量，反而会浪费不必要的内存空间，最好是根据你预估的实际元素数量来设置。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者grabeqc