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HashMap扩容原理

HashMap扩容原理

作者: enjoycc97 | 来源:发表于2018-07-28 16:55 被阅读0次

扩容是什么

一开始很难理解,其实就是不知道数据大小的情况,设计HashMap不可能把size设置无限大,毕竟哪有那么大内存嘛,也不可能设计的太小,这样新数据添加就会需要不断修改当前大小带来性能不佳对吧
这里修改大小其实最麻烦的是索引是根据Hash值取模运算得出,之前是16,现在是32,之前取模现在可能不一定有用了。所以这里把HashMap扩容看一下

扩容,需要将老数据迁移吗

怎么迁移,取模运算还可以继续用吗,索引会变吗?

 final Node<K,V>[] resize() {
        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;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        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
//低位链表头 尾节点 也就是index不会变的
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
//低位链表头 尾节点 也就是index=index+oldSize的
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
//链表就是这里啦,仔细看一下好了,知道是怎么回事
                        do {
                            next = e.next;
//==0 means what
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
// 为什么等于0就是不变啊
// 首先分析一下之前是16,现在是32,
// 之前取模是与1111 现在与11111
// 所以最关键就是与10000分析那一个byte如果是1,则之前不计较这一位,现在
//这一位要算在内,那么为0则还是以前的index,如果为1则要index=index+size

                                if (loTail == null)//第一个时候为空
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e; //依次为next添加链表
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead; //低位加上此链表
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;//高位加上此链表
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

这个逻辑代码看起来很长,但是写的还算比较好理解。大致理顺一下:
1 是否需要扩容
2 扩容一般将大小<<1 ,也就是之前的2倍
3容量大小导致迁移,比如

所以重点理一下迁移算法
依次对老数据一个个遍历
1 如果只有一个数据项
2 TreeNode数据结构
3 链表结构

迁移梳理:

1 依次找到老数据项
2 取模时候由于大小变了,在指定新index插入之前的Node,例如16->32
如果之前hash是2,则index=2的Node,现在需要hash&(32-1)也就是2地方植入新
Node,按道理index应该不变。
还有一种情况如果之前hash是31,则16的时候是15,而32的时候是31,则位置index
newIndex=oldIndex+16
还有其他情况吗,没有啦
3 这里需要注意啦,如果TreeNode交给TreeNode去弄,如果是普通一个数据就直接赋值,如果是链表要很复杂的
梳理一下链表迁移逻辑
分析是index不变的,则与运算为0
index需要index=index+oldSize.则与运算为1
例如
与运算取模 00001111 00011111
hash1 00001101 00001101
hash2 11111101 11111101
hash1取模结果 00001101 00001101
hash2取模结果 00001101 00011101
这样hash1与hash2在16的时候取模是一样的,32的时候是不一样的,

如果hash不变的,则需要在低位节点依次添加上去
如果hash变化,则需要在高节点链表依次添加上去

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