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HashMap, resize()扩容机制

面试问到没回答上来,好复杂,什么时候进哪个分支没搞明白

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1回答

张勤一 2020-09-25 12:27:11

同学你好:

    对于这类面试题,我不得不说,这样的问题确实没有多大的意义,只能是靠突击的背和简单的理解去应付面试。毕竟,谁会没事研究这些东西呢?况且,也没有多少指导价值。

    那么,我这里就来说说 JDK8 中 HashMap 的扩容机制。

    扩容(resize) 就是重新计算容量,向 HashMap 对象里不停的添加元素,而 HashMap 对象内部的数组无法装载更多的元素时,对象就需要扩大数组的长度,以便能装入更多的元素。当然Java里的数组是无法自动扩容的,方法是使用一个新的数组代替已有的容量小的数组,就像我们用一个小桶装水,如果想装更多的水,就得换大水桶。

    我们分析下 resize 的源码,鉴于 JDK1.8 融入了红黑树(千万不要贸贸然去看,非常消耗精力,而且大概率不能够看懂),较复杂,为了便于理解我们仍然使用 JDK1.7 的代码,好理解一些,本质上区别不大。

void resize(int newCapacity) {
  // 传入新的容量
  Entry[] oldTable = table;
  // 引用扩容前的Entry数组
  int oldCapacity = oldTable.length;
  // 扩容前的数组大小如果已经达到最大(2^30)了   
  if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  
    // 修改阈值为 int 的最大值(2^31-1),这样以后就不会扩容了
    threshold = Integer.MAX_VALUE;
    return;
  }

  // 初始化一个新的 Entry 数组
  Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
  // 将数据转移到新的 Entry 数组里
  transfer(newTable);
  // HashMap 的 table 属性引用新的 Entry 数组
  table = newTable;
  // 修改阈值
  threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}

    这里就是使用一个容量更大的数组来代替已有的容量小的数组,transfer() 方法将原有 Entry 数组的元素拷贝到新的 Entry 数组里。

void transfer(Entry[] newTable) {
  // src 引用了旧的 Entry 数组
  Entry[] src = table;                   
  int newCapacity = newTable.length;
  // 遍历旧的 Entry 数组
  for (int j = 0; j < src.length; j++) {
    // 取得旧 Entry 数组的每个元素
    Entry<K,V> e = src[j];
    if (e != null) {
      // 释放旧 Entry 数组的对象引用(for 循环后,旧的 Entry 数组不再引用任何对象)
      src[j] = null;
      do {
        Entry<K,V> next = e.next;
        // 重新计算每个元素在数组中的位置
        int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
        e.next = newTable[i];
        // 将元素放在数组上
        newTable[i] = e;
        // 访问下一个 Entry 链上的元素
        e = next;
      } while (e != null);
    }
  }
}

    newTable[i] 的引用赋给了 e.next,也就是使用了单链表的头插入方式,同一位置上新元素总会被放在链表的头部位置;这样先放在一个索引上的元素终会被放到 Entry 链的尾部(如果发生了 hash 冲突的话),这一点和Jdk1.8 有区别。在旧数组中同一条 Entry 链上的元素,通过重新计算索引位置后,有可能被放到了新数组的不同位置上。

    最后,我还是建议对于这样的问题,最好的方式是:简单理解 + 面试之前的突击背诵,毕竟,这只是面试才会用到的“没有价值的知识点”,不要过于纠结、花大量的时间在这上面,用处不大。


    我是勤一,致力于将这门课程的问答区打造为 Java 知识体系知识库,Java 知识体系 BBS!共同建造、维护这门课程,我需要每一个你!

1 回复 有任何疑惑可以回复我~
  • 提问者 qq_电耗子_0 #1
    非常感谢!
    回复 有任何疑惑可以回复我~ 2020-09-25 15:01:02
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