HashMap何时扩容以及它的扩容机制

旧城等待， 2024-03-23 12:49 88阅读 0赞

## 什么时候扩容？ ##

当向容器添加元素的时候，会判断当前容器的元素个数，如果大于等于阈值(即当前数组的长度乘以加载因子的值的时候)，就要自动扩容了。  
默认长度16，加载0.75

扩容(resize)就是重新计算容量，向HashMap对象里不停的添加元素，而HashMap对象内部的数组无法装载更多的元素时，对象就需要扩大数组的长度，以便能装入更多的元素。当然Java里的数组是无法自动扩容的，方法是使用一个新的数组代替已有的容量小的数组，就像我们用一个小桶装水，如果想装更多的水，就得换大水桶。

## 如何扩容 ##

![在这里插入图片描述][bd63e431a4b74eaa9e2be26f8892df90.png]  
从上图，我们得知：

在resize之前，数据都冲突在旧数组下标为1的位置，可以看到有一个链表结构，且排序为3、5、7

*  第一次，转移数据，transfer key=3的数据到新数组，这个key3的next指向为null，因为新数组是对象数组，原来的值就是null
 *  第二次，当key=3移动完了，就轮到key=7了，7对4取余数，所以移动到新数组之后，在这个新数组的下标和刚刚移动的key=3的下标是一样的，按照上面的代码key=7的元素的next指向table\[3\]，当前table\[3\]=刚刚的key=3的元素，然后又把table\[3\]=key7了，这样就形成了如上的链表结构，也就是头插法链表，这个时候key=3先来的，就排到了链表尾部了；
 *  第三次，我们转移key=5的元素，5对4取余数，最后这个元素落到了下标为1的位置；

通过上面整个过程的梳理，我们发现扩容的成本并不低，因为需要遍历一个时间复杂度为O(n)的数组，并且为其中的每个enrty进行hash计算。加入到新数组中，所以最好的情况是能够合理的使用HashMap的构造方法创建合适大小的HashMap，使得在不浪费内存的情况下，尽量减少扩容，这个就要根据业务来决定了。

## JDK1.8的优化 ##

我们使用的是2次幂的扩展(指长度扩为原来2倍)，所以，元素的位置要么是在原位置，要么是在原位置再移动2次幂的位置。  
元素在重新计算hash之后，因为n变为2倍，那么n-1的mask范围在高位多1bit(红色)，因此新的index就会发生这样的变化：  
![在这里插入图片描述][f536f35e62244e87b887d2977eec1a54.png]

因此，我们在扩充HashMap的时候，不需要像JDK1.7的实现那样重新计算hash，只需要看看原来的hash值新增的那个bit是1还是0就好了，是0的话索引没变，是1的话索引变成“原索引+oldCap”  
这个设计确实非常的巧妙，既省去了重新计算hash值的时间，而且同时，由于新增的1bit是0还是1可以认为是随机的，因此resize的过程，均匀的把之前的冲突的节点分散到新的bucket了。这一块就是JDK1.8新增的优化点。JDK1.8尾插不会倒置链表（并发头插会有死循环）。

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