HashMap底层原理put()与resize()扩容

结论:

put()
先根据key的hash和数组长度-1进行逻辑与运算得到数组下标位置
判断这个位置是否有有值,如果为null就直接生成一个node对象存入该位置
如果数值这个为不为null,首先判断要插入的key与数组该位置已经存在的对象p是否相等,如果相等则先将p对象取出来赋值给一个变量e,然后进行value替换,把老的value值返回
如果要插入的key与p不相等,判断当前这个位置类型是否为红黑树,如果是红黑树则进行遍历插入到尾部
如果是链表,则进行遍历链表,如果在遍历的过程中发现key相同的则进行value的替换操作,如果遍历到了结尾就将要插入的node放在最后,然后判断是否需要将链表转换为红黑树
所有的插入操作完成后,进行判断是否需要扩容操作

resize()扩容
首先计算出新数组的容量newCap 、新数组的临界值newThr,具体操作如下:
判断当前数组长度是否>0 临界值是否>0 如果都不满足就进行初始化将默认数组长度1<<4 临界值=16*0.75 赋值给newCap和newThr两个变量
老数组长度>0 之后再判断是否>=了最大值MAXIMUM_CAPACITY,如果是就将临界值改为这个最大值,再直接将老数组返回。如果没有大于最大值,那就将新数组容量<<1 临界值<<1 赋值给newCap和newThr两个变量

创建新数组,赋值给table属性(这个地方多线程的情况下可以就会出问题,因为这是直接把一个空数组赋值给table属性了,如果这个时候来了查询操作,或者是新增操作把元素插入到老数组中了就会有多线程安全问题)
接下来进行数组元素移动操作:
遍历老数组每个位置,逐个取出每个位置的元素,然后将老数组该位置置为null
取出元素后判断该元素.next是否为null,如果.next为null,就直接计算该元素key的hash与新数组长度-1进行逻辑与运算,存入到新数组中去
如果该元素.next!=null,就开始判断该位置是否为红黑树,如果是则 ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap); 遍历整个红黑树,将所有元素key的hash与老数组长度进行逻辑与运算,得到两条链表,判断这两条链表的长度是否<=6来决定是否要进行链表转红黑树,然后再把根节点或头节点赋值到新数组中
如果是链表,遍历链表中的每个元素,计算出每个元素在新数组中的位置(通过key的hash值与老数组长度进行逻辑与运算),其实是将老数组中的一条链表重新生成两条链表放入新数组中

源码:

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
		// 源数组是否为null,如果为null就对数组进行初始化
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
		// 通过key的hash与数组长度-1进行逻辑与运算得到该元素存储在数组的下标,判断该位置是否已经存储元素了,如果没有就直接将该元素插入到该位置
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
		// 下面是要插入的位置元素不为null需要有的逻辑
            Node<K,V> e; K k;
			// 判断数组这个位置存储的对象key是否和要插入的key相同,如果是则进行value的替换操作
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
			// 判断当前是否为红黑树,如果是则进行红黑树插入的操作
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
				// 这里进行遍历整个链表,如果遍历过程中发现key和待插入的key相同则进行value替换操作,否则在结尾进行插入
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
			// 这里就是key相同后进行value覆盖,并将旧value返回
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
		// 插入完成后判断数组是否需要进行扩容操作
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

    final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
		// 老数组长度
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
		// 老数组临界值
        int oldThr = threshold;
		// 新数组长度 新数组临界值
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
			// 如果老数组长度>最大长度则将临界值改为Integer.MAX_VALUE并返回老数组
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
			// 赋值新数组的长度与临界值
            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
			// 对数组进行初始化 数组长度和临界值都是默认值
            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"})
		// 创建新数组 赋值给table属性
        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;
				// 遍历数组中每个位置的元素,取出来用e变量来存储
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
					// 如果当前元素没有next,就直接计算该元素在新数组中的下标,直接进行赋值操作
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
					// 如果当前元素next不为null,则判断是否为红黑树
                    else if (e instanceof TreeNode)
						// 也是遍历红黑树,根据hash和逻辑与操作重新生成两个链表,判断链表是否需要进行转红黑树操作,然后将头节点或根节点赋值到新数组中
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
						// 遍历这一条链表中的所有元素,判断在新数组中的位置,其实就是将一条链表变为了两条链表,然后将链表的头节点赋值到新数组中
                        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;
    }

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