HashMap原理和rehash解释

最新推荐文章于 2025-06-05 11:15:16 发布
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#hash #hashmap #rehash

本文深入探讨了HashMap的内部实现机制，包括哈希算法的应用、冲突解决策略、rehash过程及性能影响因素等内容。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

采用hash结构的容器，除了采用hash算法来决定集合中元素的位置
并通过hash算法来控制集合的大小


HashMap的内部实现机制
HashMap的内部实现机制是对数据结构中哈希表（Hash Table）的实现,Hash表又叫散列表。
Hash表是根据关键码Key来访问其对应的值Value的数据结构，他是通过一个映射函数把关键码映射到表中一个位置
来访问该位置的值，从而加快查找的速度。这个映射函数叫做Hash函数，存放的数组叫做Hash表。


Hash的实现：
主要是 哈希算法 和 冲突的解决
计算出map中key的哈希值，在哈希表中找到<key,value>的位置，根据key找value
当多个哈希值冲突的时候，在哈希值的同一个位置上使用链表结构来保存多个对象，而hashMap访问map的时候
也是根据key的hashCode的值来快速定位，入伙HashMap中俩个以上的元素具有相同的HashCode值，将会导致性能下降


rehash的解释：
在创建hashMAP的时候可以设置来个参数，一般默认
初始化容量：创建hash表时桶的数量
负载因子：负载因子=map的size/初始化容量
当hash表中的负载因子达到负载极限的时候，hash表会自动成倍的增加容量（桶的数量），并将原有的对象
重新的分配并加入新的桶内，这称为rehash。这个过程是十分好性能的，一般不要
一般建议设置比较大的初始化容量，防止rehash，但是也不能设置过大，初始化容量过大 浪费空间

 

参考 java疯狂讲义

HashMap之扩容&rehash详解
zhao6406879的博客
10-19 1676
HashMap扩容
Redis和HashMap的rehash过程
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03-30 677
具体来说，当Hash表的负载因子超过一定阈值时，Redis会新建一个两倍大小的Hash表，同时维护两个哈希表，旧哈希表（old hash table）和新哈希表（new hash table），并将原有的所有元素逐个迁移至新表中。答：在Redis的rehash过程中，会先将新的哈希表指向旧的哈希表，同时在新哈希表中插入新的键值对。（2）K-V，value支持的数据类型很多：字符串(String)，队列（List）,哈希（Hash），集合（Sets），有序集合（Sorted Sets）5种不同的数据类型。
HashMap底层原理（超详细）
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【Java】HashMap实现原理分析(源码分析，ReHash，扩容机制)
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12-20 4281
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ConcurrentHashMap\HashMap put操作时key为什么要rehash
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学习记录356@JDK1.7 HashMap中的rehash
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12-02 989
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10-13 7057
转载自-http://www.importnew.com/7099.html 先来些简单的问题 “你用过HashMap吗？” “什么是HashMap？你为什么用到它？” 几乎每个人都会回答“是的”，然后回答HashMap的一些特性，譬如HashMap可以接受null键值和值，而Hashtable则不能；HashMap是非synchronized;HashMap很快；以及HashM
HashMap的ReHash图解
ZZJST的博客
06-19 482
参考博客 https://www.jianshu.com/p/13c650a25ed3 注： void transfer(Entry[] newTable) { Entry[] src = table; intnewCapacity = newTable.length; //下面这段代码的意思是： // 从OldTable里摘一个元素出来，然后放到NewTable...
【集合】HashMap的工作原理、扩容机制transfer、rehash
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09-03 801
一、工作原理 HashMap内部实现是一个桶数组，每个桶中存放单链表的头节点，其中每个结点存储的是一个键值对整体（Entry），hashMap采用拉链法解决哈希冲突。 然后就是两个基本操作：put(K,V)和get(K)。 由于哈希是一种压缩映射，也就是说每一个Entry结点无法对应到一个只属于自己的桶，当产生哈希冲突的时候就涉及到hashMap的扩容。 二、扩容机制 扩容的时机： 当map包含的Entry数量大于等于threshold = loadFactor * capacity 的时候，且新建的Ent
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1. HashMap概述： 　　HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现（Hashtable跟HashMap很像，唯一的区别是Hashtalbe中的方法是线程安全的，也就是同步的）。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。 2. HashMap的数据结构： 　　在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一...
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HashMap的底层数据结构是数组，如果发生了hash冲突的话，会采用拉链法，将数组中的节点挂载成一个链表，JDK1.8之后如果链表节点数量太多，超过阈值8的话，就会转化为红黑树。因为HashMap在遍历key的时候，如果是链表的话，会循环遍历整个链表，时间复杂度是O(n)，效率较低，使用红黑树的话，时间复杂度是O(logn)，可以有效提升效率 好像有点跑题了，主要是想说HashMap的底层其实是...
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HashMap中的hash与rehash我们知道HashMap中经常用到hash（）方法。比如：put（）方法中public V put(K key, V value){ if(key==null) return putForNullKey(value) ; int hash=hash(key.hashCode()); ...
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最近看了ConcurrentHashMap的源码，对于这个类的整体原理的讲解，请参考 探索 ConcurrentHashMap 高并发性的实现机制     这篇文章将ConcurrentHashMap的工作机制已经讲得很清楚了，结合源代码和相关注释，就可以很好地理解这个类的工作原理了。 这里补充一下ConcurrentHashMap中rehash函数的运行原理，因为这个地方我看了好长时间才
[Redis] 哈希表的Rehash机制
程序员老狼专注开发aigc或客服系统应用
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哈希表的完整结构 , 因为他是多个哈希一层层嵌套的 , 所以会是这样的结构 触发rehash的时机 字典类型容量变化过程叫做rehash,需要满足一定的条件才能触发扩容机制服务器当前没有进行BGWRITEAOF或者BGSAVE命令，且当前键值对个数超过一维数组的大小，才会触发扩容。 如果当前键值对个数超过一维数组大小的五倍，无论是否在进行BGWRITEAOF或者BGSAVE命令，都会强...
hashmap扩容rehash之后原元素位置没变吗
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<think>嗯，用户问的是HashMap在扩容rehash之后，原元素的位置会不会改变。我需要先回忆一下HashMap的工作原理，特别是扩容机制这部分。 首先，HashMap在Java中是基于数组和链表（或红黑树）实现的。当元素数量超过负载因子（默认0.75）乘以当前容量时，就会触发扩容。扩容后，数组大小翻倍，比如从16变成32。这时候需要将原来的所有元素重新计算在新数组中的位置，也就是rehash。 接下来，关键点在于元素的位置是否变化。原来的索引计算是用hash值对数组长度取模，也就是(n-1)&hash。扩容后，数组长度n变成了原来的两倍，比如从16变成32，那么n-1的二进制会多出一个高位。这时候，元素的新位置要么在原位置，要么在原位置加上旧容量。比如旧容量是16，元素在索引5的位置，扩容后可能在5或者21的位置。这是因为当hash值对应的新增的高位是0时，位置不变；如果是1，就加上旧容量。 用户可能的问题在于是否所有元素的位置都变了，或者部分没变。实际情况是有的元素位置不变，有的会变到旧容量加上原位置的位置。因此，原元素的位置并不是全部不变的，而是部分发生了变化。需要解释清楚这个机制，以及为什么会有这样的设计，比如提高效率，减少重新计算的开销。 另外，用户可能对rehash的具体过程不太清楚，需要举例说明，比如用二进制的方式解释索引的变化。同时，可能存在的误区是认为所有元素都需要重新分配，但实际上由于高位的变化，只需要判断新增的位是0还是1，可以快速定位新位置。 总结一下，回答的结构应该先说明HashMap扩容的基本过程，然后详细解释rehash时元素位置变化的机制，举例说明，最后总结位置变化的情况。这样用户就能明白为什么有的元素位置不变，有的会变，以及背后的设计原因。</think>在Java的HashMap中，**扩容后原元素的位置可能发生变化**。具体机制如下： --- ### 1. 扩容机制 当HashMap的元素数量超过`容量 × 负载因子`时触发扩容： - 数组大小翻倍（例如从16 → 32） - 所有元素需要重新计算在新数组中的位置（rehash） --- ### 2. 元素位置变化规则 通过**二进制位运算**优化rehash效率： - **旧容量为16时**：`n-1 = 15 (0000 1111)` - **新容量为32时**：`n-1 = 31 (0001 1111)` 元素的新位置由以下条件决定： - 如果hash值对应的**新增高位是0** → **位置不变** - 如果hash值对应的**新增高位是1** → **新位置 = 原位置 + 旧容量** --- ### 3. 举例说明 假设旧容量为16，元素在索引5的位置（二进制0101）： - 扩容后容量32，索引范围00000~11111 - 判断hash值第5位： - 第5位为0 → 新索引仍是`0101`（5） - 第5位为1 → 新索引变为`1 0101`（即5+16=21） --- ### 4. 结论 - **部分元素位置不变** - **另一部分位置变为`原位置 + 旧容量`** - 这种设计通过位运算快速定位新位置，避免完全重新计算hash值 --- ### 5. 验证代码示例 ```java HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>(4, 0.75f); map.put("a", 1); // hash值假设计算后索引为1 map.put("b", 2); // 触发扩容到8 // 扩容后"a"的新位置可能是1或1+4=5 // 取决于hash值的第3位（新增高位） ``` 这种设计是HashMap优化性能的关键机制之一。
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