HashMap扩容机制

用tab[2]举个例子。
在这里插入图片描述

1.这里有标注判断tab[2]大于8的源码位置

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //这里就是判断 tab[2]的长度是不是大于8,
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st  -1是头节点
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { 
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

2.这里有标注tab的长度是不是64相关源码

final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        //这里就是判断如果tab.length < 64,会先resize 扩容
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
        //这里就是将tab[2]对应的链表 转成红黑树
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }
### Java HashMap 扩容机制原理与源码分析 HashMap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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