继HashMap初始化和第一次put()
元素后,来研究一下探讨它的扩容机制。
通过查看Java JDK1.8putVal()
源码可看到,有两种情况可能会触发扩容。
扩容时机
第一种情况:当HashMap第一次调用put
方法时。
第二种情况:当存储在HashMap中元素的实际长度大于扩容临界值时。
什么是存储在HashMap中元素的实际长度?实际以键值对形式存储在HashMap中的Node,而不是HashMap中底层数组被使用的长度,两者完全不相同。存储在HashMap的键值对是以链表或红黑树存在的,就如同在数组上挂桶,数组的每一个索引上都可能存储着多个键值对。
什么是扩容临界值?HashMap中扩容临界值是通过变量threshold
表示,它是通过当前底层数组长度*加载因子
得到的。加载因子在上一篇中已经介绍过了,这里就不多说了。
扩容逻辑
如下进入resize()
方法。由于方法比较长,所以这里分段解析。
// 底层数组
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 当前底层数组长度
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 当前扩容临界值
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
这里显示判断了该数组是否是空,如果是空的说明这是这是HashMap第一次扩容。threshold
是扩容临界值,每次扩容之后都要更新扩容临界值。
// 底层数组如果不为空 走这里
if (oldCap > 0) {
// 判断底层数组是否已经扩容到了最大值
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
/**
* 判断数组扩容两倍之后是否小于扩容最大值
* 并且,原数组长度要大于或等于默认数组长度
* 如果原数组长度小于默认数组长度说明这是第一次扩容
*/
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 新的扩容临界值扩容为原来的两倍
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
// 如果底层数组为空,但是扩容临界值不为0,走这里
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
// 将当前的扩容临界值赋值给新的数组长度
newCap = oldThr;
/**
* 如果上面条件都不满足,说明这是第一次扩容。
* 第一次扩容在上一篇中解析过,可移步上一篇,这里不多解析了
*/
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
代码中的英文注释是源码中就有的注释,中文注释是我的解析。
代码语言:javascript复制if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
以上代码用于设置新的扩容临界值。
代码语言:javascript复制@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
以上代码用于设置新的数组。
代码语言:javascript复制// 将就数组中的元素转移到扩容后的数组中
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)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
// 原索引
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
// 原索引 原数组长度
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;
}
}
}
}
}
HashMap扩容就好比你原来用来装水的桶装满了,需要换一个更大的桶继续装水,你总不能把原来的小桶直接放到大桶中(当然这种构想应该也可以实现),所以以上代码作用就是将原来桶里的水换到大桶中。
JDK1.8和JDK1.8之前的resize()
方法不同,我这里用的是JDK1.8,内容比1.8之前逻辑多了很多,毕竟加入了红黑树。
至此HashMap的扩容机制解析完毕,有兴趣的各位可以使用下面代码打断点进行debug查看扩容流程。
代码语言:javascript复制HashMap map = new HashMap();
for (int i=1; i < 14; i ) {
if (i != 13) {
map.put(i, i);
}else {
map.put(i, i); // 这里打断点
}
}