HashMap 为什么在链表长度为 8 的时候转红黑树，为啥不能是 9 是 10？

落日映苍穹つ 2023-10-07 11:22 22阅读 0赞

这个问题是在面试某公司的时候面试官提的问题，当时没回答上来。归根到底还是因为自己复习基础的时候还不够仔细，也缺乏思考。

首先

我觉得需要确认一下，是不是随便什么情况下只要满足了链表长度为8就转红黑树呢？答案自然不是，为什么不是，看代码：

/**
         * Replaces all linked nodes in bin at index for given hash unless
         * table is too small, in which case resizes instead.
         */
        final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
            int n, index; Node<K,V> e;
            if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
                resize();
            ......
        }

这是HashMap转红黑树的方法代码，可以看到，如果此时的HashMap的长度是小于MIN\_TREEIFY\_CAPACITY的或者为空，则进行扩容操作，而不是转红黑树，这其实也是容易忽略的点。

为什么要转红黑树？

回答自然很简单，因为链表是取一个数需要遍历链表，复杂度为O(N)，而红黑树为O(logN)呗，那么问题来了

为什么不直接使用红黑树，而是要先使用链表实在不行再转红黑树呢？

答案自然要在源码和注释里找：在HashMap类中第174行左右有描述：

Because TreeNodes are about twice the size of regular nodes, we
         use them only when bins contain enough nodes to warrant use
         (see TREEIFY_THRESHOLD)

“因为树节点的大小是链表节点大小的两倍，所以只有在容器中包含足够的节点保证使用才用它”，显然尽管转为树使得查找的速度更快，但是在节点数比较小的时候，此时对于红黑树来说内存上的劣势会

超过查找等操作的优势，自然使用链表更加好，但是在节点数比较多的时候，综合考虑，红黑树比链表要好。

为什么是8，而不是9不是10？

其实当时想回答面试官这是基于统计的结果，但是心里很虚还是没有说，再回头看看源码的描述：

Ideally, under random hashCodes, the frequency of nodes in bins follows a Poisson distribution 
    with a parameter of about 0.5 on average for the default resizing threshold of 0.75, although 
    with a large variance because of resizing granularity. Ignoring variance, the expected 
    occurrences of list size k are (exp(-0.5) * pow(0.5, k) / factorial(k)). 
    The first values are:
          0:    0.60653066
          1:    0.30326533
          2:    0.07581633
          3:    0.01263606
          4:    0.00157952
          5:    0.00015795
          6:    0.00001316
          7:    0.00000094
          8:    0.00000006
          more: less than 1 in ten million

理想情况下，在随机哈希码下，哈希表中节点的频率遵循泊松分布，而根据统计，忽略方差，列表长度为K的期望出现的次数是以上的结果，可以看到其实在为8的时候概率就已经很小了，再往后调整并没有很大意义。

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