[数据结构与算法]JDK1.8 HashMap扩容源码(resize()方法)解读

• 扩容源码

 final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
     	//oldCap:旧数组长度，oldThr:旧扩容阈值,newCap:新数组长度,newThr:新扩容阈值
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
     	//旧数组非空时，若旧数组长度已经达到上限（2的30次方）则将扩容阈值设成2的31次方-1(Integer类型最大长度)并直接返回
   		//否则，当新数组长度小于上限且旧数组长度大于等于默认值(16)时，令新的扩容阈值=旧扩容阈值*2
        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
        }
     	//旧数组为空而旧扩容阈值大于0时，令新数组长度等于旧扩容阈值
     	//这里要注意，当new出来一个空HashMap并自定义数组长度时，扩容阈值为大于自定义长度的2的最小次幂
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
     	//旧数组为空且旧扩容阈值为空，则新数组长度为默认值16，新扩容阈值为16*0.75=12
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
     	//新扩容阈值为空时重新计算新扩容阈值：若新数组长度小于上限且新数组长度*负载因子小于上限，则令新扩容阈值=新数组长度*负载因子，否则为Integer最大长度
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
     	//将新扩容阈值赋予HashMap
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
     	//初始化新数组，从这里开始正式执行将旧数组中的数据放进新数组的过程
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            //遍历旧数组的每个Entry节点
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                //节点中有数据则继续，没数据直接continue
                //这里分了三种情况：1.节点e只有一条数据 2.节点e是红黑树 3.节点e是节点数大于1的链表
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    //该节点的下一跳为空，即该节点只有一条数据：重新计算该节点的index(即key的hash值与上新长度-1)
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    //该节点为红黑树：把树拆成一个低位树和一个高位树，低位树放在原来的下标处，高位树放在下标为旧下标+旧数组长度的下标出
                    //判定高低位的逻辑可以参考第三种情况：节点e是节点数大于1的链表
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    //该节点为节点数大于1的链表：遍历链表，同样把链表拆分成高位和低位两个链表，分别放在下标为j+oldCap和j处(oldCap:旧数组长度)
                    else { // preserve order
                        //这里定义了四个节点，实际是两个链表
                        //lohead、lotail分别是lo链表的头节点和尾节点，hihead、hitail同理
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            //这里区分高位低位的逻辑：如果e的hash值与上就数组长度等于0则是低位，否则为高位
                            //这里打个比方，比如e的hash值是101111，旧数组长度是16即100000,结果就是100000，这里需要判断结果是否等于0，即只需要判断
                            //e.hash的第6位数组是否是0就可以了，即不论oldCap值是多少，只需要关注e.hash某一位的值是0还是1，就可以以此判定高低位
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                //尾插法
                                //这里可以这么理解：loHead指向头节点，loTail指向尾节点，loTail是随着节点增加不断向后移动的
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                //尾插法
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        //把高低位的头节点分别放进对应下标处
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

• 扩容的源码看着长其实不是很复杂大概分成两个部分：

1. 计算新扩容阈值和新数组长度
2. 把旧数组里的数据转移到新数组里（重点）

数据迁移过程只要重点关注把Entry节点(链表或红黑树)拆成两个部分，一部分填入原来的下标处，另一部分填入旧下标+旧数组长度的下标处的逻辑就不难理解了。