本文基于jdk 1.8,1.7的实现稍微有所不同,本文不说红黑树部分。

(1)HashMap的数据结构

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transient Node<K,V>[] table;
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
...
}

HashMap是由一个Node的数组构成,Node又有next指针指向下一个Node而组成一个链表,主要的思想在大学的课程中也都学过,就是根据key计算hash,写入数组中,当hash冲突时,组成链表,如果数组不够大且插入了很多的值,那么冲突将会很多,查询效率下降。

(2)在什么情况下HashMap需要resize,HashMap有个负载因子loadFactor,当HashMap中存在的对象超过 当前大小 x 负载因子时就需要扩容(resize),例如初始大小为16,默认负载因子为0.75,那么当HashMap中的对象数量超过 16 * 0.75 = 12 时,将会触发resize

(3)HashMap是如何进行resize的
主要的方法是resize

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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) // 忽略这里的红黑树实现
((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) { // 重点1:判断节点在resize之后是否需要改变在数组中的位置
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);
// 重点2:将某节点中的链表分割重组为两个链表:一个需要改变位置,另一个不需要改变位置
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}

这段代码只要理解上面的(1)(2)就能理解大部分,但是其中有几处很费解,我也是网上看了资料和自己动手调试才理解到
第一点是:if ((e.hash & oldCap) == 0) 这个判断到底是什么意思,还好网上也有解释,如果这个判断为true则说明e这个节点在resize之后不需要挪位置,反之则需要换个位置。虽然这个代码难理解,但是自己举几个例子也能判断出来,比如有1,17两个数,在HashMap大小是16的时候,他们的hash值都是1,如果此时扩容为32,可以看出1的hash是不变的,但是17是会变,也就是说 1 & 16 = 0, 17 & 16 != 0
第二点:在把需要挪动(或不需要挪动)的对象搬到对应位置上后,那么该对象上挂的链表怎么办,于是在重点2中,一段处理逻辑是将该节点上的链表分成两部分,要么也需要挪动,要么不动,分开之后再组成两个链表分别插到对应位置上即可,这部分我是debug出来的,网上也没有资料