深入理解JDK1.7版本HashMap的扩容机制

忘是亡心i 2021-10-14 05:20 353阅读 0赞

一、什么时候扩容：

网上总结的会有很多，但大多都总结的不够完整或者不够准确。大多数可能值说了满足我下面条件一的情况。

扩容必须满足两个条件：

1、 存放新值的时候当前已有元素的个数必须大于等于阈值

2、 存放新值的时候当前存放数据发生hash碰撞（当前key计算的hash值换算出来的数组下标位置已经存在值）

二、下面我们看源码，如下：

首先是put()方法

public V put(K key, V value) { 
    　　　　//判断当前Hashmap(底层是Entry数组)是否存值（是否为空数组）
    　　　　if (table == EMPTY_TABLE) { 
    　　　　　　inflateTable(threshold);//如果为空，则初始化
    　　　　}
    　　　　
    　　　　//判断key是否为空
    　　　　if (key == null)
    　　　　　　return putForNullKey(value);//hashmap允许key为空
    　　　　
    　　　　//计算当前key的哈希值　　　　
    　　　　int hash = hash(key);
    　　　　//通过哈希值和当前数据长度，算出当前key值对应在数组中的存放位置
    　　　　int i = indexFor(hash, table.length);
    　　　　for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { 
    　　　　　　Object k;
    　　　　　　//如果计算的哈希位置有值（及hash冲突），且key值一样，则覆盖原值value，并返回原值value
    　　　　　　if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { 
    　　　　　　　　V oldValue = e.value;
    　　　　　　　　e.value = value;
    　　　　　　　　e.recordAccess(this);
    　　　　　　　　return oldValue;
    　　　　　　}
    　　　　}
     
    　　　　modCount++;
    　　　　//存放值的具体方法
    　　　　addEntry(hash, key, value, i);
    　　　　return null;
    　　}

在put()方法中有调用addEntry()方法，这个方法里面是具体的存值，在存值之前还有判断是否需要扩容

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { 
    　　　　//1、判断当前个数是否大于等于阈值
    　　　　//2、当前存放是否发生哈希碰撞
    　　　　//如果上面两个条件否发生，那么就扩容
    　　　　if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { 
    　　　　　　//扩容，并且把原来数组中的元素重新放到新数组中
    　　　　　　resize(2 * table.length);
    　　　　　　hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
    　　　　　　bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    　　　　}
     
    　　　　createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
    　　}

如果需要扩容，调用扩容的方法resize()

void resize(int newCapacity) { 
    　　　　Entry[] oldTable = table;
    　　　　int oldCapacity = oldTable.length;
    　　　　//判断是否有超出扩容的最大值，如果达到最大值则不进行扩容操作
    　　　　if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { 
    　　　　　　threshold = Integer.MAX_VALUE;
    　　　　　　return;
    　　　　}
     
    　　　　Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
    　　　　// transfer()方法把原数组中的值放到新数组中
    　　　　transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
    　　　　//设置hashmap扩容后为新的数组引用
    　　　　table = newTable;
    　　　　//设置hashmap扩容新的阈值
    　　　　threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    　　}
     
    
    transfer()在实际扩容时候把原来数组中的元素放入新的数组中
    
    void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) { 
    　　　　int newCapacity = newTable.length;
    　　　　for (Entry<K,V> e : table) { 
    　　　　　　while(null != e) { 
    　　　　　　　　Entry<K,V> next = e.next;
    　　　　　　　　if (rehash) { 
    　　　　　　　　　　e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
    　　　　　　　　}
    　　　　　　　　//通过key值的hash值和新数组的大小算出在当前数组中的存放位置
    　　　　　　　　int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
    　　　　　　　　e.next = newTable[i];
    　　　　　　　　newTable[i] = e;
    　　　　　　　　e = next;
    　　　　　　}
    　　　　}
    　　}

三、总结：

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；当前加入的数据是否发生了hash冲突。

因为上面这两个条件，所以存在下面这些情况

（1）、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。

（2）、当然也有可能存储更多值（超多16个值，最多可以存26个值）都还没有扩容。原理：前11个值全部hash碰撞，存到数组的同一个位置（这时元素个数小于阈值12，不会扩容），后面所有存入的15个值全部分散到数组剩下的15个位置（这时元素个数大于等于阈值，但是每次存入的元素并没有发生hash碰撞，所以不会扩容），前面11+15=26，所以在存入第27个值的时候才同时满足上面两个条件，这时候才会发生扩容现象。

注：jdk版本1.7