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  • HashMap之扩容机制

    首先要了解HashMap的扩容过程,我们就得了解一些HashMap中的变量:

    Node<K,V>:链表节点,包含了key、value、hash、next指针四个元素
    table:Node<K,V>类型的数组,里面的元素是链表,用于存放HashMap元素的实体
    size:记录了放入HashMap的元素个数
    loadFactor:负载因子
    threshold:扩容的阈值,决定了HashMap何时扩容,以及扩容后的大小,一般等于,等于 table * loadFactor

    何时进行扩容?
    HashMap使用的是懒加载,构造完HashMap对象后,只要不进行put 方法插入元素之前,HashMap并不会去初始化或者扩容table。

    当首次调用put方法时,HashMap会发现table为空然后调用resize方法进行初始化,当添加完元素后,如果HashMap发现size(元素总数)大于threshold(阈值),则会调用resize方法进行扩容

    扩容过程:

    • 若threshold(阈值)不为空,table的首次初始化大小为阈值,否则初始化为缺省值大小16
    • 默认的负载因子大小为0.75,当一个map填满了75%的bucket时候,就会扩容,扩容后的table大小变为原来的两倍

      扩容因子=0.75。当使用量接近数组容量的75%的时候,数组中还有25%的剩余空间。碰撞的概率越大,put的元素就越多,平均到每个桶中的元素的数量也越多。一旦发生碰撞,需要付出更大的代价。所以,如果扩容因子越大,碰撞的概率也就越大,发生碰撞后的代价也更大,结果导致效率大打折扣。因此扩容因子=0.75也是一个空间换时间的考虑,0.75这个数值应该是经过充分的考虑决定的。

    • 假设扩容前的table大小为2的N次方,有上述put方法解析可知,元素的table索引为其hash值的后N位确定
    • 扩容后的table大小即为2的N+1次方,则其中元素的table索引为其hash值的后N+1位确定,比原来多了一位
    • 重新调整map的大小,并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing

    因此,table中的元素只有两种情况:
    元素hash值第N+1位为0:不需要进行位置调整
    元素hash值第N+1位为1:调整至原索引的两倍位置
    扩容或初始化完成后,resize方法返回新的table

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