HashMap的扩容机制

原创 于 2025-05-18 19:39:09 发布 · 286 阅读 · 0 ·
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#java

  • 在添加元素或初始化的时候需要调用resize方法进行扩容，第一次添加数据初始化数组长度为16，以后每次每次扩容都是达到了扩容阈值（数组长度 * 0.75）

  • 每次扩容的时候，都是扩容之前容量的2倍；

  • 扩容之后，会新创建一个数组，需要把老数组中的数据挪动到新的数组中

    • 没有hash冲突的节点，则直接使用 e.hash & (newCap - 1) 计算新数组的索引位置

    • 如果是红黑树，走红黑树的添加

    • 如果是链表，则需要遍历链表，可能需要拆分链表，判断(e.hash & oldCap)是否为0，该元素的位置要么停留在原始位置，要么移动到原始位置+增加的数组大小这个位置上

HashMap扩容机制
小辉的编程学习记录
05-30 1310
触发条件：HashMap 的默认容量为 16 ，负载因子为 0.75，当集合中的元素超过容量与负载因子的乘积时，会引发扩容机制。我是小辉，24 届毕业生。当下是找工作ing，欢迎关注，持续分享。​ 如果红黑树的值小于 6 ，就会退化成链表。
深入理解HashMap扩容机制（JDK7）
yanzigejuly的博客
07-26 2015
Hashmap的扩容需要满足两个条件：当前数据存储的数量（即size()）大小必须大于等于阈值；当前加入的数据发生了hash冲突。因为上面这两个条件，所以存在下面这些情况就是hashmap在存值的时候（默认大小为16，负载因子0.75，阈值12），可能达到最后存满16个值的时候，再存入第17个值才会发生扩容现象，因为前16个值，每个值在底层数组中分别占据一个位置，并没有发生hash碰撞。当然也有可能存储更多值（超多16个值，最多可以存27个值）都还没有扩容。
关于HashMap扩容机制
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zhuzhianing的博客
04-05 5万+
HashMap的底层有数组 + 链表(红黑树)组成，数组的大小可以在构造方法时设置，默认大小为16，数组中每一个元素就是一个链表，jdk7之前链表中的元素采用头插法插入元素，jdk8之后采用尾插法插入元素，由于插入的元素越来越多，查找效率就变低了，所以满足某种条件时，链表会转换成红黑树。随着元素的增加，HashMap的数组会频繁扩容，如果构造时不赋予加载因子默认值，那么负载因子默认值为0.75,数组扩容的情况如下: 1:当添加某个元素后，数组的总的添加元素数大于了 数组长度 * 0.75(默认,也可自己设
HashMap扩容机制以及尾插法
傅红雪的专栏
02-22 2万+
1. resize定义 当HashMap中的元素越来越多的时候，碰撞的几率也就越来越高（因为数组的长度是固定的），所以为了提高查询的效率，就要对HashMap的数组进行扩容，数组扩容这个操作也会出现在ArrayList中，所以这是一个通用的操作，很多人对它的性能表示过怀疑，不过想想我们的“均摊”原理，就释然了，而在HashMap数组扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算其...
简述HashMap的扩容机制
Nicky's blog
07-16 6529
resize这个方法是HashMap的扩容方法。HashMap在扩容时，都是翻两倍，比如16的容量扩大到32,。HashMap进行扩容的方法是比较巧妙的，扩容后，与原来的下标(n-1)&hash相对，其实只是多了1bit位。扩容后节点要么是在原来位置，听起来好像很懵，所以还是认真看下面的分析：下面给出例子，比如从容量为16扩容到32时，画图表示：进行扩容，扩大到原来的两倍：到这一步，下标，扩容后的数据10101和原来的00101相比，其实就是多了1bit，10101。
必知必会--HashMap扩容机制
星仔的博客
09-11 4476
前言 JDK1.8对HashMap进行的较大的改动，其中对HashMap的扩容机制进行了优化。 在JDK1.8前，在多线程的情况下，使用HashMap进行put操作会造成死循环。这是因为多次put操作会引发HashMap的扩容机制，HashMap的扩容机制采用头插法的方式移动元素，这样会造成链表闭环，形成死循环。JDK1.8中HashMap使用高低位来平移元素，这样保证效率的同时避免了多线程情...
聊一聊不同技术栈中hashmap扩容机制
拾忆的博客
12-04 632
前言 hash简介         作为后端开发，说HashMap是我们最经常接触到的数据结构都不为过，而HashMap如其名最主要依赖的算法就是hash散列算法来存储和读取数据。         以关键码值K为自变量，通过一定的函数关系h(K)(称为散列函数)，计算出对应的函数值来，把这个值解释为结点的存储地址，将结点存入到此存储单元中。检索时，用同样的方法计算地址，然后到相应的单元里去取要找的结点。通过散列方法可以对结点进行
红黑树
ChristinaXinny的博客
09-22 579
写在前面 当在10亿数据进行不到30次比较就能查找到目标时，不禁感叹编程之魅力！人类之伟大呀！ —— 学红黑树有感。 终于，在学习了几天的红黑树相关的知识后，我想把我所学所想和所感分享给大家。红黑树是一种比较难的数据结构，要完全搞懂非常耗时耗力，红黑树怎么自平衡？什么时候需要左旋或右旋？插入和删除破坏了树的平衡后怎么处理？等等一连串的问题在学习前困扰着我。如果你在学习过程中也会存在我的疑问，那么本文对你会有帮助，本文帮助你全面、彻底地理解红黑树！ 本文将通过图文的方式讲解红黑树的知识点，并且不会涉及到任何代
说说HashMap的扩容机制
qq_37376024的博客
10-02 4308
首先先看下HashMap几个重要的常量 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; 默认初始化值16 在创建HashMap时，如果没有指定具体的值，初始化默认是16 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30 最大容量，即HashMap能创建的最大容量 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 负载因子，HashMap的
hashmap 扩容机制
学亮编程手记
05-23 2681
hashmap是一种基于数组和链表（或红黑树）的数据结构，它可以存储键值对的映射关系。hashmap的扩容机制是指当hashmap中的元素个数超过数组长度乘以负载因子时，就会重新分配一个更大的数组，并将原来的元素重新计算哈希值并插入到新的数组中。不同版本的Java实现了不同的扩容机制。
【HashMap扩容机制】
我是Java程序员廖志伟，感谢朋友们的支持！
11-28 8468
我是廖志伟，一名Java开发工程师、幕后大佬社区创始人、Java领域优质创作者、优快云博客专家。拥有多年一线研发经验，研究过各种常见框架及中间件的底层源码，对于大型分布式、微服务、三高架构（高性能、高并发、高可用）有过实践架构经验。 博主：java_wxid 社区：幕后大佬 文章目录HashMap扩容机制 本文的大概内容： HashMap扩容机制 将(k1,v1)直接放入Node类型的数组中，这个数组初始化容量是16，默认的加载因子是0.75。 HashMap有两个参数影响其性能：初始容量和加载.
(转载) HashMap底层原理 + 扩容机制
jim_007的博客
11-26 3514
目录 一、扩容机制 二、HashMap底层原理 一：HashMap的节点 二：HashMap的数据结构 三：HashMap存储元素的过程 一、扩容机制 初始容量 增长后 增长触发条件 arrayList 10 旧容量*1.5+1 n>10 vector 10 ...
HashMap的基础概念及其扩容机制
qq_39477236的博客
03-12 2816
HashMap的基础概念及其扩容机制
hashmap的扩容机制
weixin_45660035的博客
07-09 1050
hashmap的扩容机制
HashMap扩容机制超详细解析：从触发条件到底层实现，一文搞懂Java集合的“动态生长”
全栈开发工程师
05-11 1601
触发条件：元素数量超过“容量×负载因子”（默认12→16扩容）。新容量：旧容量翻倍，始终是2的幂（保证下标计算高效）。元素迁移：通过高位哈希快速定位新下标，链表用尾插法避免成环。性能关键：合理设置初始容量，减少扩容次数，平衡内存与效率。理解扩容机制，能帮我们在实际开发中更高效地使用HashMap。下次遇到“为什么HashMap初始化时建议指定容量”，你就知道答案啦！
图文并茂，HashMap经典详解！
Java笔记虾
11-04 1319
什么是HashMap?HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。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...
Hashmap扩容机制
最新发布
06-23
### Java HashMap 扩容机制原理与源码分析 HashMap 的扩容机制是其性能优化的重要部分之一，主要发生在当前存储的元素数量超过负载因子与容量的乘积时。以下是关于 HashMap 扩容机制的工作原理和源码分析： #### 1. 扩容触发条件 当向 HashMap 中插入键值对时，如果当前的键值对数量（即 size）超过了阈值（threshold），就会触发扩容操作。阈值计算公式为： \[ \text{threshold} = \text{capacity} \times \text{loadFactor} \] 其中，`capacity` 是 HashMap 的当前容量，`loadFactor` 是负载因子，默认值为 0.75[^1]。 #### 2. 扩容过程 扩容的核心思想是将原数组中的所有元素重新映射到新的数组中，新数组的容量通常是原数组容量的两倍。具体步骤如下： - **创建新数组**：创建一个容量为原数组两倍的新数组。 - **重新计算索引**：对于原数组中的每个节点，重新计算其在新数组中的位置。 - **迁移数据**：将原数组中的所有节点迁移到新数组中。 #### 3. 源码分析 以下是对 JDK 1.8 中 HashMap 扩容方法 `resize()` 的源码分析： ```java final Node<K,V>[] resize() { Node<K,V>[] oldTab = table; // 获取旧数组 int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; // 记录旧数组长度 int oldThr = threshold; // 记录旧阈值 int newCap, newThr = 0; if (oldCap > 0) { if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { // 如果旧容量已经达到了最大值，则不再扩容 threshold = Integer.MAX_VALUE; return oldTab; } else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) { newThr = oldThr << 1; // 新阈值为旧阈值的两倍 } } else if (oldThr > 0) { newCap = oldThr; } else { newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; // 默认初始容量为16 newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); // 默认负载因子为0.75 } threshold = newThr; // 更新阈值 @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"}) Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; // 创建新数组 table = newTab; // 将新数组赋值给 table if (oldTab != null) { for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { Node<K,V> e; if ((e = oldTab[j]) != null) { oldTab[j] = null; // 清空旧数组中的引用 if (e.next == null) // 单个节点直接放入新数组 newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; else if (e instanceof TreeNode) // 如果是红黑树节点 ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); else { // 多个链表节点需要重新分配 Node<K,V> loHead = null, loTail = null; Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; Node<K,V> next; do { next = e.next; if ((e.hash & oldCap) == 0) { if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } else { if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null); if (loTail != null) { loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } if (hiTail != null) { hiTail.next = null; newTab[j + oldCap] = hiHead; } } } } } return newTab; } ``` #### 4. 关键点解析 - **为什么扩容为原来的两倍**：扩容为原来的两倍可以减少频繁的扩容操作，同时保持较低的哈希冲突概率[^2]。 - **为什么数组长度必须是 2 的幂次方**：通过与 `(n-1)` 进行按位与运算代替取模运算，提升效率。 - **红黑树优化**：当链表长度超过一定阈值（默认为 8）时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率[^3]。 #### 5. 线程安全性 JDK 1.8 中的 HashMap 在扩容时避免了 JDK 1.7 中可能出现的死循环问题，但仍不是线程安全的。在并发环境下使用 HashMap 可能会导致数据丢失或结构损坏[^3]。 ---
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