HashMap底層實現原理擴容機制

hashmap基於map介面實現，元素以鍵值對的方式儲存，並且允許使用null 建和null　值，　因為key不允許重複，因此只能有乙個鍵為null,另外hashmap不能保證放入元素的順序，它是無序的，和放入的順序並不能相同。

hashmap的容量，預設是16

/**
* the default initial capacity - must be a power of two.
*/static final int default_initial_capacity=1
<<4;
// aka 16

hashmap的載入因子，預設是0.75

/**
/*** the load factor used when none specified in constructor.
*/static final float default_load_factor
=0.75f;

當hashmap中元素數超過容量*載入因子時，hashmap會進行擴容。

hashmap本質是乙個一定長度的陣列，陣列中存放的是鍊錶。

hashmap類中的元素是node類，翻譯過來就是節點，是定義在hashmap中的乙個內部類，實現了map.entry介面。

node類定義的原始碼：

static
class
node
v>
implements
map.entry
v>
public final k
getkey()
public final v
getvalue()
public final string tostring()
public final int hashcode()
public final v
setvalue
(v newvalue)
public final boolean equals
(object o)
return
false;}
}

node類的基本屬性有：

hash：key的雜湊值

key：節點的key，型別和定義hashmap時的key相同

value：節點的value，型別和定義hashmap時的value相同

所以node可以變成鍊錶，但不是雙向鍊錶，裡面有乙個hash的int值，這個值是現算得（高位取反，計算後去低位異或），它和key有關，但是不是key的hashcode值

由node節點組成鍊錶之後，hashmap定義了乙個node陣列：table

transient node table;

我們通過put方法來看往乙個空的hashmap裡放乙個值得時候會發生什麼。

1.當使用者呼叫put（k，v）方法，物件執行該方法。

我們進去put方法的原始碼

public
vput
(k key,
v value)
/**     * implements map.put and related methods
** @param hash hash for key //剛才算的值
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyifabsent if true, don't change existing value //如果存在，則不改變它的值
* @param evict if false, the table is in creation mode.  //如果不存在，去放值
* @return previous value, or null if none
*/

2.物件執行putval方法

final v
putval
(int hash,
k key,
v value, boolean onlyifabsent,
boolean evict)

threshold = newthr;
@suppresswarnings()
nodev>
newtab =
(nodev>
)new
node
[newcap]
;//建立乙個長度為16的陣列
table = newtab;
...return newtab;

table初始化完成後，putval依次放值

++modcount;if(
++size > threshold)
resize()
;afternodeinsertion
(evict)
;return
null
;

final v
putval
(int hash,
k key,
v value, boolean onlyifabsent,
boolean evict)
if(e.hash == hash &&
((k = e.key)
== key ||
(key !=
null
&& key.
equals
(k))))
break
;                    p = e;}}
if(e !=
null)}
++modcount;if(
++size > threshold)
//注釋5
resize()
;afternodeinsertion
(evict)
;return
null;}
}}

**解析：

1，注釋1，table對應位置無節點，則建立新的node節點放入對應位置。

2，注釋2，table對應位置有節點，如果hash值匹配，則替換。

3，注釋3，table對應位置有節點，如果table對應位置已經是乙個treenode，不再是node，也就說，table對應位置是treenode，表示已經從鍊錶轉換成了紅黑樹，則執行插入紅黑樹節點的邏輯。

4，注釋4，table對應位置有節點，且節點是node（鍊錶狀態，不是紅黑樹），鍊錶中節點數量大於treeify_threshold，則考慮變為紅黑樹。實際上不一定真的立刻就變，table短的時候擴容一下也能解決問題，後面的**會提到。

5，注釋5，hashmap中節點個數大於threshold，會進行擴容

第二次擴容

final nodev>
resize()
else
}while
((e = next)
!=null);
if(lotail !=
null)if
(hitail !=
null)}
}}}return newtab;

第二次擴容完成

首先建立hashmap的時候，底層陣列還沒有初始化，它會去檢查當前的table，如果table為空，會去拿到預設的大小（16）和載入因子（12），建立長度為16的陣列。以node為節點，put方法的key轉為hash（高反低異），節點的hash值和當前長度-1進行與運算，也就是對16取模，得到當前值應該被防止的位置。如果這個位置已經由值存在，則被放置到已經存在的值之後（鍊錶）。

當一直存放到第13個值得時候（第12個值不擴容），呼叫resize方法長度擴容到32，載入因子為24 。

原來的值可能形成鍊錶，鍊錶之前的值是對16取模，比如在3這個節點上，現在要對32取模，那麼就有可能在兩個節點上，要麼在3上，要麼在19上所以求需要將鍊錶上的值都拿出來，來確定是在3這個節點上還是19節點上，判斷完成後，有乙個lohead（低位）和hihead（高位），兩個都形成了乙個新的鍊錶，於是將lohead的值儲存到原來的位置上， hihead的值將被放到19的位置上

HashMap底層實現原理 擴容機制

hashmap底層實現原理

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