Java 8的ArrayList hugeCapacity(int)实现

Question

我正在阅读Java中的ArrayList如何增长的文档。我不理解为什么hugeCapacity(int minCapacity)方法选择返回Integer.MAX_VALUE或MAX_ARRAY_SIZE。

从类中MAX_ARRAY_SIZE的定义方式来看，

244 |     private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

与Integer.MAX_VALUE几乎相同，只是少了一个整数的大小（32位）。

264 |     private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
265 |         if (minCapacity < 0) // overflow
266 |             throw new OutOfMemoryError();
267 |         return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
268 |             Integer.MAX_VALUE :
269 |             MAX_ARRAY_SIZE;
270 |     }

有人能告诉我返回 Integer.MAX_VALUE 和 MAX_ARRAY_SIZE 的微妙差别是什么吗？无论哪种方式，都应该会导致 OutOfMemoryError，对吧？

- Hen

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答案就在上面的注释MAX_ARRAY_SIZE中：“要分配的数组的最大大小。一些虚拟机在数组中保留一些头字。尝试分配更大的数组可能会导致OutOfMemoryError：请求的数组大小超过了VM限制。”意思是：如果我们可以避免在某些VM上出现OutOfMemory，我们将这样做，否则，我们将分配Integer.MAX_VALUE，并且如果你很幸运（取决于VM），则会成功。 - Yoav Gur

Answer 1

最大数组大小在不同的JVM上有所限制，通常略小于Integer.MAX_VALUE。因此，即使你有足够的内存，分配Integer.MAX_VALUE元素的数组，在大多数JVM上都会导致OutOfMemoryError。MAX_ARRAY_SIZE被认为是现有大多数JVM上的有效数组大小。因此，当ArrayList的大小接近Integer.MAX_VALUE时（例如，你有超过1_500_000_000个元素并需要扩大数组），它就会扩展到这个MAX_ARRAY_SIZE，这样就可以成功进行操作（假设你有足够的内存）。只有当元素数量超过MAX_ARRAY_SIZE时，ArrayList才尝试分配一个Integer.MAX_VALUE元素的数组（大多数JVM上可能会失败，但在某些JVM上可能会成功）。通过这种方式，你可以在几乎任何JVM上安全地添加元素，直到达到MAX_ARRAY_SIZE后才会遇到问题。

- Tagir Valeev

Answer 2

从Oracle的实现（Java 8更新31）：

/**
 * The maximum size of array to allocate.
 * Some VMs reserve some header words in an array.
 * Attempts to allocate larger arrays may result in
 * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
 */
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

为了确保他们的代码在其他虚拟机实现中执行时不会出现OutOfMemoryError，他们返回(2 ³¹ - 1) - 8。

- Laf