原文网址：Java之HashMap系列--HashMap扩容的原理_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客

简介

说明

本文介绍Java的HashMap是如何扩容的。

重要大小

类	初始容量	最大容量	扩容时倍数	加载因子	底层实现
HashMap	2^4	2^30	n * 2	0.75	Map.Entry
HashSet	2^4	2^30	n * 2	0.75	HashMap<E,Object>
HashTable	11	Integer.MAX_VALUE - 8	n*2 + 1	0.75	Hashtable.Entry

HashMap中，哈希桶数组table的长度length大小必须为2的n次方(非质数)，这是一种非常规的设计，常规的设计是把桶的大小设计为质数。相对来说质数导致冲突的概率要小于非质数，具体证明可以参考此文，Hashtable初始化桶大小为11，就是桶大小设计为质数的应用（Hashtable扩容后不能保证还是质数）。

HashMap采用这种非常规设计，主要是为了在取模和扩容时做优化。为了减少冲突，HashMap定位哈希桶索引位置时，也加入了高位参与运算的过程。

何时扩容

HashMap是懒加载，构造完HashMap对象后，若没用 put 来插入元素，HashMap不会去初始化或者扩容table，此时table是空的。扩容有如下场景：

首次调用put方法时，HashMap会发现table为空然后调用resize方法进行初始化。
非首次调用put方法时，若HashMap发现size（数组大小）大于threshold（阈值）（当前数组的大小乘以加载因子的值），则会调用resize方法进行扩容。
链表长度大于8 且数组长度小于64 会进行扩容。（链表长度大于8 且数组长度大于等于64，会转化为红黑树）。

数组是无法自动扩容的，所以只能是换一个更大的数组去装填以前的元素和将要添加的新元素。

resize()概述

判断扩容前的旧数组容量是否已经达到最大（2^30）了
1. 若达到则修改阈值为Integer的最大值（2^31 - 1），以后就不会扩容了。
2. 若没达到，则修改数组大小为原来的2倍
以新数组大小创建新的数组（Node<K, V>[]）
将数据转移到新的数组（Node<K, V>[]）里
1. 不一定所有的节点都要换位置。
  1. 比如：原数组大小为16，扩容后为32。若原来有hash值为1和17两个数据，他们对16取余都是1，在同一个桶里；扩容后，1对32取余仍然是1，而17对32取余却成了17，需要换个位置。
    1. 对应的代码为：if ((e.hash & oldCap) == 0) 若为true，则不需要换位置。
返回新的Node<K, V>[] 数组

源码

HashMap#resize()

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
transient Node<K,V>[] table;
int threshold;
final float loadFactor;final Node<K,V>[] resize() {Node<K,V>[] 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 thresholdnewCap = oldThr;else {               // zero initial threshold signifies using defaultsnewCap = 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;@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];table = newTab;if (oldTab != null) {for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {Node<K,V> e;if ((e = oldTab[j]) != null) {oldTab[j] = null;if (e.next == null)newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;else if (e instanceof TreeNode) // 红黑树((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);else { // preserve orderNode<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) { // 重点1：判断节点在resize之后是否需要改变在数组中的位置if (loTail == null)loHead = e;elseloTail.next = e;loTail = e;}else {if (hiTail == null)hiHead = e;elsehiTail.next = e;hiTail = e;}} while ((e = next) != null);// 重点2：将某节点中的链表分割重组为两个链表：一个需要改变位置，另一个不需要改变位置if (loTail != null) {loTail.next = null;newTab[j] = loHead;}if (hiTail != null) {hiTail.next = null;newTab[j + oldCap] = hiHead;}}}}}return newTab;
}

Java之HashMap系列--HashMap扩容的原理相关推荐

Java之List系列--ArrayList扩容的原理
原文网址:Java之List系列--ArrayList扩容的原理_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客简介说明本文介绍Java的ArrayList是如何进行扩容的.即:扩容的机制. 重要大小类初 ...
Java之HashMap系列--ConcurrentHashMap的原理
原文网址:Java之HashMap系列--ConcurrentHashMap的原理_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客简介本文介绍Java中的ConcurrentHashMap的原理. JDK7与J ...
[Java 8 HashMap 详解系列]7.HashMap 中的红黑树原理
[Java 8 HashMap 详解系列] 文章目录 1.HashMap 的存储数据结构 2.HashMap 中 Key 的 index 是怎样计算的? 3.HashMap 的 put() 方法执行原 ...
【Java集合学习系列】HashMap实现原理及源码分析
HashMap特性 hashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现,继承自AbstractMap接口,实现了Map接口(HashTable跟HashMap很像,HashTable中的方法是线程安全 ...
java源码系列：HashMap底层存储原理详解——4、技术本质-原理过程-算法-取模具体解决什么问题
目录简介取模具体解决什么问题? 通过数组特性,推导ascii码计算出来的下标值,创建数组非常占用空间取模,可保证下标,在HashMap默认创建下标之内简介上一篇文章,我们讲到哈希算法.哈希 ...
深入Java集合学习系列：HashMap的实现原理
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> HashMap概述: 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 ...
Java面试系列--HashMap
最近看到Java相关的面试时,看到一篇关于HashMap的相关面试知识点,感觉蛮好的!现在的面试点不会围绕某个知识让面试者去详细阐述,而会通过一些系列的相关问题去让你阐述,进而形成从点到线,再由线到面 ...
Java集合篇：HashMap原理详解（JDK1.7及之前的版本）
(本文有关HashMap的源码都是基于JDK1.6的) 摘要: HashMap是Map族中最为常用的一种,也是 Java Collection Framework 的重要成员.本文首先给出了 Hash ...
Java之HashMap系列--JDK7与JDK8的HashMap的区别
原文网址:Java之HashMap系列--JDK7与JDK8的HashMap的区别_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客简介本文介绍JDK7与JDK8的HashMap的区别. JDK7与JDK8的Ha ...

Java之HashMap系列--HashMap扩容的原理

简介

何时扩容

resize()概述

源码

Java之HashMap系列--HashMap扩容的原理相关推荐

最新文章

热门文章