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Java8 HashMap扩容算法实例解析

  2021-04-02 我要评论

这篇文章主要介绍了Java8 HashMap扩容算法实例解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

Java8的HashMap扩容过程主要就是集中在resize()方法中

 final Node<K,V>[] resize() {
   // ...省略不重要的
 }

其中,当HashMap扩容完毕之后,需要对原有的数据进行转移。因为容量变大了,部分元素的位置因此要变更,因而出现了下面的这个转移过程。

转移过程大致是:依次从旧数组里取值,然后从该值对应的链表上依次取出节点,对节点取模分别放入lo链表和hi链表,当链表中节点遍历完后,分别把lo链表和hi链表放入新数组的不同位置。

在看到如下第15行时,我在想,为什么(e.hash & oldCap)== 0时就放入lo链表,否则就是hi链表?

说到这个问题,那我们就要回顾下HashMap存入新元素的过程了。看下面的第45行,可以发现插入时是使用(n - 1) & hash来计算位置的,即数组长度-1,而扩容移位是使用数组长度n计算的,那这是为什么呢?

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;
        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
          if (loTail == null)
            loHead = e;
          else
            loTail.next = e;
          loTail = e;
        }
        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;
      }
    }
  }
}


final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
  // ...省略不重要的
  if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
  else {
  // ...省略不重要的
}

像我们看Java8的HashMap源码,应该都应该知道HashMap的底层数组长度都是2的n方的值

那么我们就假设一个底层数组长度为8的HashMap模拟进行插入元素和扩容移位的过程

长度n=8 ----> 0x1000

n-1   ----> 0x0111

此时写入两个元素,两个元素的hash值分别为hash1 = 0x0101,hash2 = 0x1101

hash1 & n-1 = 0x0101

hash2 & n-1 = 0x0101

两个hash取模后的结果是一致的,所以它们会在同一个地方组成链表

那么此时如果要进行扩容移位呢?

hash1 & n = 0x0000

hash2 & n = 0x1000

此时两者的结果是不一样的,并且相差0x1000即10进制的8即数组长度.。

所以这也就是为什么上图15行只判断==0的原因,因为这个取模结果只有0和1两种值(数组长度是2的n次方,只有除了符号位外的最高位为1)

而两个取模结果等于数组长度,这也就是为什么上图第32和36行那么处理的原因。

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