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HashMap#resize()

在HashMap源码(2)最后有相关源码:

源码的注释翻译为:

初始化或者翻倍表大小。如果表为null,则根据存放在threshold变量中的初始化capacity的值来分配table内存(这个注释说的很清楚,在实例化HashMap时,capacity其实是存放在了成员变量threshold中,注意,HashMap中没有capacity这个成员变量)。如果表不为null,由于我们使用2的幂来扩容,则每个bin元素要么还是在原来的bucket中,要么在2的幂中。

下面一步一步解析这个代码

newCap与newThr

Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
    if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
        threshold = Integer.MAX_VALUE;
        return oldTab;
    }
    else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
             oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
        newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
    newCap = oldThr;
else {               // zero initial threshold signifies using defaults
    newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
    newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
    float ft = (float)newCap * loadFactor;
    newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
              (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;

如果oldTab != null,则oldCap>0:

如果此时oldCap>=MAXIMUM_CAPACITY,表示已经到了最大容量,这时还要往map中放数据,则阈值设置为整数的最大值 Integer.MAX_VALUE,直接返回这个oldTab的内存地址。

如果此时oldCap< MAXIMUM_CAPACITY,表示还没到达最大容量:

如果进行扩容之后newCap < MAXIMUM_CAPACITY 并且 oldCap的初始化值大于等于DEFAULT_INITIAL_CAPACITY(16),这时可以直接将阈值也扩大1倍。因为threshold=capacity*loadFactor,capacity变成原来的2倍,则threshold也要变成原来的2倍。 如果oldTab==null,则oldCap=0:

如果oldThr>0:表示在实例化HashMap时,调用了HashMap的带参构造方法,初始化了threshold,这时将阈值赋值给newCap,因为在构造方法 中是将capacity赋值给了threshold。

如果oldThre <= 0:表示实例化HashMap是,调用的是HashMap的默认构造方法,则newCap和newThr都使用默认值。

这时要判断newThr是否等于0?newThr等于0表示,

else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
         >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
    newThr = oldThr << 1; // double thresholdoldCap>0,

这一步判断失败,有可能是扩容后大于了MAXIMUM_CAPACITY,也有可能oldCap小于DEFAULT_INITIAL_CAPACITY导致的。

和oldCap

else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;

判断成功,oldThr大于0。

然后根据newCap和loadFactor确定newThr。有可能这时newCap已经大于MAXIMUM_CAPACITY了,则将thresHold设置为最大的整数,否则直接使用计算得来的新的newThr。

下面就是分配内存,如果oldTab == null,则 返回newTab。

如果oldTab != null,则需要将原内存地址中的数据拷贝给newTab的地 址。

下标的变化

例如我们从16扩展为32时,具体的变化如下所示:

其中n即表示容量capacity。resize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: 因此,我们在扩充HashMap的时候,不需要重新计算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”。可以看看下图为16扩充为32的resize示意图: 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。 在链表中进行操作时,使用的是尾插法。