java集合–HashMap（四）

1.HashMap的resize()方法

     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;
    }

HashMap 在進行擴容時，使用的 rehash 方式非常巧妙，因為每次擴容都是翻倍，與原來計算（n-1）&hash 的結果相比，只是多了一個 bit 位，所以節點要麼就在原來的位置，要麼就被分配到“原位置+舊容量”這個位置。例如，原來的容量為 32，那麼應該拿 hash 跟 31（0x11111）做與操作；在擴容擴到了 64 的容量之後，應該拿 hash 跟 63（0x111111）做與操作。新容量跟原來相比只是多了一個 bit 位，假設原來的位置在 23，那麼當新增的那個 bit 位的計算結果為 0時，那麼該節點還是在 23；相反，計算結果為 1 時，則該節點會被分配到 23+31 的桶上。正是因為這樣巧妙的 rehash 方式，保證了 rehash 之後每個桶上的節點數必定小於等於原來桶上的節點數，即保證了 rehash 之後不會出現更嚴重的衝突。

2.HashMap的遺留小問題

• 在java1.8以後，當插入值時如果出現衝突，會以連結串列的形式放在後面，如果數量超過8個就會轉化為紅黑樹。同樣的道理，當刪除的時候，如果數量小於6個就會恢復鏈式結構。因為紅黑樹的平均查詢長度為（log n）,連結串列的平均查詢長度為n/2。d當長度為8時，紅黑樹平均查詢長度為3。如果使用連結串列，平均查詢程度高度為4。所以8是連結串列轉化為紅黑樹的臨界點。如果長度在6以內，是沒有必要轉化的，況且連結串列轉化為紅黑樹也是需要時間的。

3.HashMap的小總結

• hashCode()和equals()方法是理解HashMap的基石，很重要。重寫equals()方法就必須重寫hashCode()方法。

• HashMap可以允許null作為key和value.

• HashMap是非線性安全的，只適用於單執行緒環境下。在多執行緒情況下可以使用ConcurrentHashMap，或者可以使用Collections中的synchronizedMap()方法將HashMap轉化為執行緒安全。

• ConcurrentHashMap是採用分段鎖的機制，它的效率比Hashtable高，且是執行緒安全的。具體什麼原理，建議讀者去自己去查詢資料，這裡不再進行闡述，或者在後面的文章中我會更新。