描述下HashMap put(k,v)的流程？ 它的扩容流程是怎么样的？

HashMap put(k,v)流程

HashMap扩容 - 图1

  1. 通过hash(key方法)获取到key的hash值

  2. 调用put方法, 将value存放到指定的位置

    1. 根据hash值确定当前key所在node数组的索引 (n - 1) & hash
    2. 如果node[i]==null 则直接创建新数组
    3. 如果node[i]!=null
      1. 判断 当前node的头结点的 hash和key是否都相等, 相等则需要操作的就是该node
      2. 判断当前节点是否为TreeNode，对TreeNode进行操作，并返回结果e
      3. 如果是链表则遍历链表，key存在则返回节点e，不存在则赋值
      4. 判断节点e有没有被赋值，覆盖旧值

    4. hashMap size进行加1，同时判断v新size是否大于扩容阈值从而判断是否需要扩容

      1. public V put(K key, V value) {
      2. return putVal(hash(key), key, value, false, true);
      3. }
      1. final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
      2.              boolean evict) {
      3.   // 声明Node数组tab, Node节点
      4.   Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
      5.   // 对tab数组赋值为当前HashMap的table, 并判断是否为空, 或者长度为0
      6.   // 为0进行则resize()数组, 并对 n赋值为当前tab的长度
      7.   // resize() 对HashMap的table扩容, 并返回扩容后的新数组
      8.   if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
      9.       n = (tab = resize()).length;
      10.   // 对 node p 进行赋值, 数组所在位置 即 node p 如果是null 则直接赋值
      11.   if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
      12.       tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
      13.   else {
      14.       // p 不为null, 声明 node e, key k
      15.       Node<K,V> e; K k;
      16.       // 如果hash值相等且key相等, 直接将 e 赋值为当前node的头节点
      17.       if (p.hash == hash &&
      18.           ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
      19.           e = p;
      20.       else if (p instanceof TreeNode)
      21.       // 如果是红黑树, 则对树进行操作, 返回节点e
      22.           e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
      23.       else {
      24.           // 对链表进行遍历, 找到对应的节点
      25.           for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
      26.               // 将 e 赋值为  头节点p的next, 如果下一个节点为null
      27.               if ((e = p.next) == null) {
      28.                   // 对节点进行赋值
      29.                   p.next = newNode(hash, key, value, null);
      30.                   // 如果长度到达数转换阈值, 则需要转换为红黑树
      31.                   if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
      32.                       treeifyBin(tab, hash);
      33.                   break;
      34.               }
      35.               // 如果e节点的hash相等, key相等, 则 直接跳出循环 e 已经被赋值为 p.next
      36.               // 此时e节点的value没有被赋值
      37.               if (e.hash == hash &&
      38.                   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
      39.                   break;
      40.               // 指针指向下一个节点, 继续遍历
      41.               p = e;
      42.           }
      43.       }
      45.       if (e != null) { // existing mapping for key
      46.           V oldValue = e.value;
      47.           // 对旧值进行覆盖, 并返回旧值
      48.           if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
      49.               e.value = value;
      50.           afterNodeAccess(e);
      51.           return oldValue;
      52.       }
      53.   }
      54.   ++modCount;
      55.   // 是否需要扩容
      56.   if (++size > threshold)
      57.       resize();
      58.   afterNodeInsertion(evict);
      59.   return null;
      60. }

      resize()扩容过程

  3. JDK 1.7 扩容流程, 每次都需要数组扩容后, 链表需要重新计算在新数组的位置

  4. JDK 1.8 不需要重新计算 (优化点)
    1. 数组下标: (n - 1) & hash 即数组长度-1 & key的hash
    2. 扩容后的数组下标: ((n << 1) - 1) & hash 相当于在 高位1之前加了个1

HashMap扩容 - 图2
如图所示, 真正发生影响的是新增的那一位(红色箭头所指), 所以 oldCap & hash 完全可以判断该值是放在旧索引值的位置还是放在旧索引值+旧数组长度的位置

  1. final Node<K,V>[] resize() {
  2.     // 旧数组
  3.     Node<K,V>[] oldTab = table;
  4.     // 旧数组长度
  5.     int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
  6.     // 旧的扩容阈值
  7.     int oldThr = threshold;
  8.     // 新的数组长度和新扩容阈值
  9.     int newCap, newThr = 0;
  10.     // 旧数组存在
  11.     if (oldCap > 0) {
  12.         if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
  13.             threshold = Integer.MAX_VALUE;
  14.             return oldTab;
  15.         }
  16.         // 新数组长度为旧数组长度的2倍
  17.         else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
  18.                  oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
  19.             // 扩容阈值是旧扩容阈值的2倍
  20.             newThr = oldThr << 1; // double threshold
  21.     }
  22.     // 旧数组不存在, 相当于首次put(K, V)时, 将数组长度置为扩容阈值
  23.     else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
  24.         newCap = oldThr;
  25.     else {               // zero initial threshold signifies using defaults
  26.         // 旧数组不存在, new HashMap()未指定长度, 初次put(K, V), 设置为默认值
  27.         newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
  28.         newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
  29.     }
  30.     // 新的扩容阈值是0, 则将扩容阈值设置为 新数组长度*负载因子
  31.     if (newThr == 0) {
  32.         float ft = (float)newCap * loadFactor;
  33.         newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
  34.                   (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
  35.     }
  36.     // 对全局的扩容阈值进行赋值
  37.     threshold = newThr;
  38.     @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
  39.     // 创建新数组, 长度为新长度, 即原数组长度的2倍
  40.     Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
  41.     // 将table复制为新数组
  42.     table = newTab;
  43.     if (oldTab != null) {
  44.         // 对旧数组进行遍历
  45.         for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
  46.             Node<K,V> e;
  47.             // 旧节点node赋值
  48.             if ((e = oldTab[j]) != null) {
  49.                 oldTab[j] = null;
  50.                 if (e.next == null)
  51.                 // 只有头结点, 直接计算新的位置并赋值
  52.                     newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
  53.                 else if (e instanceof TreeNode)
  54.                 // 树单独处理
  55.                     ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
  56.                 else { // preserve order
  57.                     Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
  58.                     Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
  59.                     Node<K,V> next;
  60.                     do {
  61.                         // next节点
  62.                         next = e.next;
  63.                         // 节点hash与旧数组长度 & 的结果来决定元素所在位置, 参考上面图示所讲
  64.                         if ((e.hash & oldCap) == 0) {
  65.                             // 在元索引出创建新链表
  66.                             if (loTail == null)
  67.                                 loHead = e;
  68.                             else
  69.                                 loTail.next = e;
  70.                             loTail = e;
  71.                         }
  72.                         else {
  73.                             // 新索引出创建链表
  74.                             if (hiTail == null)
  75.                                 hiHead = e;
  76.                             else
  77.                                 hiTail.next = e;
  78.                             hiTail = e;
  79.                         }
  80.                     } while ((e = next) != null);
  81.                     if (loTail != null) {
  82.                         loTail.next = null;
  83.                         // 索引j处直接赋值
  84.                         newTab[j] = loHead;
  85.                     }
  86.                     if (hiTail != null) {
  87.                         hiTail.next = null;
  88.                         // 索引 j + 老数组长度位置存放hiHead
  89.                         newTab[j + oldCap] = hiHead;
  90.                     }
  91.                 }
  92.             }
  93.         }
  94.     }
  95.     return newTab;
  96. }