扩容原理_来聊聊 jdk1.8 HashMap的扩容原理

最新推荐文章于 2025-05-08 18:30:20 发布

weixin_39582724

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文章标签：扩容原理

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_39582724/article/details/112620731

其实HashMap已经是一个老生常谈的问题了在面试中也是深受面试官喜爱，在网上如果搜索HashMap原理，源码分析得文章也是非常多本文基于jdk1.8分析下扩容原理jdk1.7与jdk1.8最大的差别是解决hash冲突的数据结构由原来的链表变为链表+红黑树

resize方法分析

首先翻一下该方法注释，翻译出来感觉还是很拗口

初始化或者将table长度变为原来的2倍  如果为空，则根据字段阈值中保留的初始容量目标进行分配。否则的话由于通过double原来table方式进行扩展，如果hash桶在原表的位置为index，那么扩容后在新表的索引要么与index相同要么在index+老table的长度的位置

由于resize方法比较长因此分割成几个代码片段进行分析

扩容后容量和扩容阈值的计算
扩容后老table的数据如何转移到新table中

确定新表的容量和扩容逻辑

#1 查看老表的容量是否大于0如果大于0判断是否已经超出最大总容量，如果超出最大容量直接返回否则进行步骤#2判断，如果老表容量为小于等于0进入步骤#3，如果老表容量等于0则执行步骤#5
#2 新表容量为老表容量的2倍，扩容后如果小于最大容量则将新表扩容阈值也变为老表两倍
#3 老表容量<=0并且扩容阈值大于0则将老表扩容阈值直接赋值给新表，通过如下方式初始化会执行#3，如果老表容量大于等于0执行步骤#4

HashMap map = new HashMap(9);

#4 使用默认容量和默认扩容阈值,通过以下方式初始化方式会进入该逻辑

HashMap map = new HashMap();

#5 判断新的扩容阈值是否为0，为0 则根据新表的扩容容量进行初始化

final Node[] resize() {    Node[] oldTab = table;    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;    int oldThr = threshold;    int newCap, newThr = 0;    if (oldCap > 0) {       if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {           threshold = Integer.MAX_VALUE;           return oldTab;       }       else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)           newThr = oldThr << 1; // double threshold     }     else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold          newCap = oldThr;     else {               // zero initial threshold signifies using defaults         newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;         newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);     }     if (newThr == 0) {        float ft = (float)newCap * loadFactor;        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);        }     threshold = newThr;        ....省略部分代码 }

新旧表数据迁移

遍历整个老表所有hash桶，如果桶中节点next指针指向为空直接将该节点hash值与新表容量-1做&操作等价于%操作并分配到新的hash表中，这也是为什么hash的表容量为2的幂次(因为是2的幂次通过这种方式可以高效的求模运算)
如果该节点next指针不为空则需要判断当前节点类型，如果是树节点则进行分割重新在新表定位，如果是链表同样也是分割后定位，但是分割方式略有不同
树节点分割通过节点的hash值与老表容量&操作将会得到0与非0两种情况，根据2种情况分为2个tree，如果树节点少于8则变为链表
链表分割也是做节点hash值与老表容量&操作，如果值为0则node在新表中的位置与老表相同如果不为0则在新表的位置为老表index+老表长度

final Node[] resize() {    ... 省略部分代码    Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];    table = newTab;    if (oldTab != null) {       for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {          Node e;          if ((e = oldTab[j]) != null) {             oldTab[j] = null;             if (e.next == null)                newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;             else if (e instanceof TreeNode)                 ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);              else { // preserve order                  Node loHead = null, loTail = null;                  Node hiHead = null, hiTail = null;                  Node 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; }