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ArrayList源码解析之序列化

web 2025/9/4 12:05:28

引子

我们都知道 ArrayList 是通过数组来存储元素的。阅读 ArrayList 的源码，会发现：

transient Object[] elementData;

也就是说，用来存放元素的数组 elementData 被 transient 修饰了。按道理，transient 的意思是“这个字段不要被序列化”，那么问题就来了——ArrayList 里的元素难道不需要被序列化吗？那它是怎么把数据存下来的？

带着这个疑问，我们继续往下看。

源码揭秘

首先确认一下，elementData 确实是 transient 的：

transient Object[] elementData;

那它的数据是怎么保存和恢复的呢？答案就是：
ArrayList 自己实现了一套序列化和反序列化方法，也就是 writeObject 和 readObject。

自定义序列化

@java.io.Serial
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)throws java.io.IOException {int expectedModCount = modCount;// 先写入非 transient 字段，比如 sizes.defaultWriteObject();// 写 size（元素数量），注意不是数组的容量s.writeInt(size);// 写入真正存储的元素for (int i = 0; i < size; i++) {s.writeObject(elementData[i]);}// 并发修改检测if (modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();}
}

自定义反序列化

@java.io.Serial
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {// 先恢复非 transient 字段s.defaultReadObject();  // capacity，这里直接忽略掉s.readInt(); if (size > 0) {// 按 size 来分配数组，而不是之前的容量Object[] elements = new Object[size];// 把序列化时保存的元素一个个读回来for (int i = 0; i < size; i++) {elements[i] = s.readObject();}elementData = elements;} else if (size == 0) {elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;} else {throw new java.io.InvalidObjectException("Invalid size: " + size);}
}

实现解析

从代码可以看出，ArrayList 在序列化时只关心 真实存放的元素，而不是整个数组容量。

为什么这么做？举个例子：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(1000);
list.add("A");

这个时候，elementData 的数组长度可能是 1000，但实际上只存了一个元素 "A"。
如果不加 transient，直接把整个数组序列化，那 999 个 null 也会被写到文件里，结果就是 空间浪费 + 性能下降。

所以，JDK 作者就用了一个取巧的办法：

elementData 标记为 transient，让它不参与默认序列化。
在 writeObject 里只把 size 个真实元素写出去。
在 readObject 时再用 size 来重建数组，把元素填回去。

这样既节省空间，也让 ArrayList 的序列化行为更合理。

总结

ArrayList 的底层存储数组 elementData 被 transient 修饰，不会直接参与序列化。
ArrayList 自己实现了 writeObject / readObject，只序列化实际存储的元素，而不是整个数组容量。
这样做的好处是：
- 避免序列化过程中保存大量无效的 null。
- 提升序列化和反序列化效率，节省存储空间。
- 让 ArrayList 在不同 JDK 版本的扩容策略下，依然保持序列化兼容性。