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

3pSob4

  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
public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        // 声明Node数组tab, Node节点
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        // 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
        // 为0进行则resize()数组, 并对 n赋值为当前tab的长度
        // resize() 对HashMap的table扩容, 并返回扩容后的新数组
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        // 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
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            // p 不为null, 声明 node e, key k
            Node<K,V> e; K k;
            // 如果hash值相等且key相等, 直接将 e 赋值为当前node的头节点
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
            // 如果是红黑树, 则对树进行操作, 返回节点e
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                // 对链表进行遍历, 找到对应的节点
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    // 将 e 赋值为  头节点p的next, 如果下一个节点为null
                    if ((e = p.next) == null) {
                        // 对节点进行赋值
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        // 如果长度到达数转换阈值, 则需要转换为红黑树
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    // 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
                    // 此时e节点的value没有被赋值
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    // 指针指向下一个节点, 继续遍历
                    p = e;
                }
            }

            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                // 对旧值进行覆盖, 并返回旧值
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        // 是否需要扩容
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

resize()扩容过程

  1. 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
  2. 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

GRQHSY

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


final Node<K,V>[] resize() {
    // 旧数组
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    // 旧数组长度
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    // 旧的扩容阈值
    int oldThr = threshold;
    // 新的数组长度和新扩容阈值
    int newCap, newThr = 0;
    // 旧数组存在
    if (oldCap > 0) {
        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return oldTab;
        }
        // 新数组长度为旧数组长度的2倍
        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                 oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
            // 扩容阈值是旧扩容阈值的2倍
            newThr = oldThr << 1; // double threshold
    }
    // 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
    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
        newCap = oldThr;
    else {               // zero initial threshold signifies using defaults
        // 旧数组不存在, new HashMap()未指定长度, 初次put(K, V), 设置为默认值
        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
    }
    // 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
    if (newThr == 0) {
        float ft = (float)newCap * loadFactor;
        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                  (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
    }
    // 对全局的扩容阈值进行赋值
    threshold = newThr;
    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
    // 创建新数组, 长度为新长度, 即原数组长度的2倍
    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
    // 将table复制为新数组
    table = newTab;
    if (oldTab != null) {
        // 对旧数组进行遍历
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            // 旧节点node赋值
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                oldTab[j] = null;
                if (e.next == null)
                // 只有头结点, 直接计算新的位置并赋值
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                else if (e instanceof TreeNode)
                // 树单独处理
                    ((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节点
                        next = e.next;
                        // 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
                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                            // 在元索引出创建新链表
                            if (loTail == null)
                                loHead = e;
                            else
                                loTail.next = e;
                            loTail = e;
                        }
                        else {
                            // 新索引出创建链表
                            if (hiTail == null)
                                hiHead = e;
                            else
                                hiTail.next = e;
                            hiTail = e;
                        }
                    } while ((e = next) != null);
                    if (loTail != null) {
                        loTail.next = null;
                        // 索引j处直接赋值
                        newTab[j] = loHead;
                    }
                    if (hiTail != null) {
                        hiTail.next = null;
                        // 索引 j + 老数组长度位置存放hiHead
                        newTab[j + oldCap] = hiHead;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return newTab;
}