HashMap 扩容机制今天被问到了HashMap的扩容机制，说的有些磕磕绊绊。今晚就从源码入手，重新整体梳理一遍Has

今天被问到了常见的三个需要数组扩容的类。分别是StringBuffer/StringBuilder，ArrayList与HashMap。这篇文章就先从源码入手，分析一下HashMap扩容的原理实现。

HashMap的来源

集合类可以分为两大块，分别是Collection与Map。Map下有AbstractMap抽象类实现了Map接口，而HashMap在继承了AbstractMap类的同时实现了Map接口。

put()函数

首先看一下增加元素的入口，put()函数。

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可以看到，将K,V传入后，首先对key调用了hash函数。由于HashMap允许传入null值，因此hash函数中做了对key为null的判断。若其为null就返回0，否则返回key的hashCode()函数的返回值与其无符号右移16位的值的异或值。这里稍微掰开了说。
首先是key.hashCode()。hashCode()是Object类中的一个由native修饰的函数，其主要作用是返回对象的哈希值。随后将这个哈希值与其本身的高16位进行异或运算。这一步的操作是为了让得到的值均匀的分布在\[0,数组长度-1]之间。
随后将运算过的哈希值，key，value一起传入putVal()函数。

putVal()函数

首先看这一段代码。

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第一个if，如果目前还没有建立数组，那么就会生成一个新的数组，并调用resize()方法设置初始容量。就像上面提到的，DEFAULT\_INITIAL\_CAPACITY设置默认的初始容量为16（需要注意的是，容量只能为2的倍数，这个和HashMap的哈希算法有关，下篇文章会细说）。
随后看第二个if，其中有tab\[i=(n-1)\&hash]。这里的tab就是存值的数组，而(n-1)\&hash是与哈希算法相关的一个计算式，下篇文章会细讲。整体的意思就是计算出传入的值的索引，如果数组在索引的位置处为null，就把该值存入到数组这个索引对应的位置处。
如果该位置已经存在元素，那么就会进入到else当中。

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在第一个if中，其做了两个判断。首先需要`p.hash == hash`，也就是新传入的哈希值与原来链表头部的哈希值相等。其次需要`(k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))`也就是判断key值相等。同时满足这两个条件，那么就认为当前传入的元素与已经存在的元素是同一个key值。
在else if中，判断如果目前是红黑树的数据结构，那么就按照红黑树的方式进行存储。若都不是，则进入到else中。

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可以看到，这个else是个死循环。若想跳出这个死循环，则只能有两个方式。第一个，遍历到链表的尾部。

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首先将新传入的节点放置在链表的尾部，如果此时链表长度大于等于设置的默认值-1，也就是该链表节点个数大于8时，就会将该链表转换为红黑树的结构进行存储。而在调用treeifyBin()函数时，该函数同样会做一次判断。

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如果此时整体节点的数量小于设置的最小树化容量值（默认为64），那么就重新调用resize()函数进行扩容处理。这样处理是因为，使用红黑树的本意就是减少由于Map中节点过多而导致hash冲突过大，效率降低的问题，此时节点并未超过默认的阈值，如果直接红黑树化，反而会因为转换为红黑树而浪费性能。同时这里需要注意的是，在resize()函数中，在进行“将原Node数组中的元素拷贝到新的Node数组”这一步骤时，如果遍历到的节点是个红黑树的元素，那么会执行一个split()方法。

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该方法会将原来的红黑树拆成两个红黑树，而如果拆分后的红黑树节点数少于`UNTREEIFY_THRESHOLD`，则会将红黑树重新转化为链表结构。
扩展的有些多了，重新回到正题。刚才说了第一个跳出死循环的方法就是遍历到链表尾部。那么第二个跳出死循环的方法就是如同第一个if的条件一样，判断出目前传入的新值与链表中某一个已有的值是相同的key值。

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在进行完这些操作后，将新的值覆盖原先的旧值。随后更新数组中的元素个数，如果超过了容量，就重新进行扩容。大小同样是二倍。

HashMap 扩容机制

HashMap的来源

相关常量

put()函数

putVal()函数