关于HashMap扩容机制

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

HashMap的底层有数组 + 链表(红黑树)组成，数组的大小可以在构造方法时设置，默认大小为16，数组中每一个元素就是一个链表，jdk7之前链表中的元素采用头插法插入元素，jdk8之后采用尾插法插入元素，由于插入的元素越来越多，查找效率就变低了，所以满足某种条件时，链表会转换成红黑树。随着元素的增加，HashMap的数组会频繁扩容，如果构造时不赋予加载因子默认值，那么负载因子默认值为0.75,数组扩容的情况如下:

1:当添加某个元素后，数组的总的添加元素数大于了 数组长度 * 0.75(默认,也可自己设定),数组长度扩容为两倍。(如开始创建HashMap集合后，数组长度为16，临界值为16 * 0.75 = 12，当加入元素后元素个数超过12，数组长度扩容为32，临界值变为24)

2：在没有红黑树的条件下，添加元素后数组中某个链表的长度超过了8，数组会扩容为两倍.(如开始创建HashMAp集合后，假设添加的元素都在一个链表中，当链表中元素为8时，再在链表中添加一个元素，此时若数组中不存在红黑树，则数组会扩容为两倍变成32，假设此时链表元素排列不变，再在该链表中添加一个元素，数组长度再扩容两倍，变为64，假设此时链表元素排列还是不变，则此时链表中存在10个元素，这是HashMap链表元素数存在的最大值，此时，再加入元素，满足了链表树化的两个条件(1:数组长度达到64, 2:该链表长度达到了8)，该链表会转换为红黑树

HashMap创建的底层原理

1:首先创建HashMap集合时，在不手动赋值的情况下会先设置默认负载因子0.75

2.向集合值添加元素会调用putVal()方法，前三个参数分别为hash(key),key,value，即hash值，键值对。

 3.hash(key)方法计算hash值

 计算方法是键的hashCode()方法与高位16进行异或运算得到hash值

 4.进入putVal方法，首先看上半部分

 首先判断数组中是否已经创建，此时还创建数组，所以此时调用

resize()方法设置初始容量

若未在构造方法时设置初始容量，则初始容量设置为16.(注意容量只能为2的倍数，即使输入的不是2的倍数也会自动转换)

将元素存储在i = (n - 1) & hash的下标链表中，因为此时为加入元素所以table[i]一定是null,元素一定会存入到数组中。

 5.接着会跳过之后的判断语句

size代表了此时集合中已经加入的元素个数，当其值大于了临界值

threshold(此时为12)时，会调用resize()方法进行二倍扩容

6.添加完第一个元素后继续添加下一个元素，因为重写了hashCode()方法，让两个元素的hash值相同，所以它们会存储在同一个链表中，进入putVal()方法后，上面的第一个if语句为false,因为已经初始化了数组，第二个if也是false，因为当前链表下的头元素已经存在，它会进入if语句的分支else语句

 7.第一个if语句判断链表中头元素与当前插入的元素是否是同一个元素(hash()方法与equals()方法比较)

这里重写了hash()方法所以hash值相同但两种内容不同所以进入else分支，判断当前数组中的结点是链表还是红黑树，如果是红黑树，就按红黑树的添加方式添加。

此时我们还未形成红黑树，所以不会执行，进入else语句。

8.接下来进入一个死循环，死循环结束有两种方式

1.第一种结束方式:链表中没有找到与当前添加元素相同的元素(euqals()方法比较),就会用尾插法在链表末尾插入这个添加的元素，然后会进行if判断，判断添加元素前当前链表中元素是否达到了8，如果达到了，进入

treeifyBin(tab, hash)语句，在该语句中，我们只关注前半部分，在数组容量小于64时，数组会调用

resize()方法扩容为2倍

 2.第二种结束方式

还是在for循环中，如果找到了与添加元素相同的元素(euqals()方法比较),直接跳出循环。然后进入if语句，覆盖掉链表中元素的“值”(value)，

 9.之后更新集合中元素的个数，判断是否超过了临界值，超过了就会扩容为2倍