HashMap源码注解 之 resize()方法(七)

注意 ,本文基于JDK 1.8
《HashMap源码注解 之 resize()方法(七)》

HashMap#resize()

    /** * Initializes or doubles table size. If null, allocates in * accord with initial capacity target held in field threshold. * Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the * elements from each bin must either stay at same index, or move * with a power of two offset in the new table. * * @return the table */
    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
                        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;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

注释翻译

Initializes or doubles table size. If null, allocates in accord with initial capacity target held in field threshold.Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the elements from each bin must either stay at same index, or move with a power of two offset in the new table.
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:
《HashMap源码注解 之 resize()方法(七)》
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:
《HashMap源码注解 之 resize()方法(七)》
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:
《HashMap源码注解 之 resize()方法(七)》
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

参考资料

Java HashMap工作原理及实现

    原文作者:fan2012huan
    原文地址: https://blog.csdn.net/fan2012huan/article/details/51233540
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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