HashMap的扩容机制:JDK1.7,JDK1.8

参考文章:

http://www.importnew.com/20386.html

https://blog.csdn.net/z69183787/article/details/64920074?locationNum=15&fps=1

以前看HashMap的时候,resize扩容部分没有仔细看,今天挤出时间,看之。

1. 确定hash桶数组的索引位置

我们当然希望这个HashMap里面的元素位置尽量分布均匀些,尽量使得每个位置上的元素数量只有一个,那么当我们用hash算法求得这个位置的时候,马上就可以知道对应位置的元素就是我们要的,不用遍历链表,大大优化了查询的效率。HashMap定位数组索引位置,直接决定了hash方法的离散性能。先看看源码的实现(方法一+方法二):

方法一:
static final int hash(Object key) {   //jdk1.8 & jdk1.7
     int h;
     // h = key.hashCode() 为第一步 取hashCode值
     // h ^ (h >>> 16)  为第二步 高位参与运算
     return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
方法二:
static int indexFor(int h, int length) {  //jdk1.7的源码,jdk1.8没有这个方法,但是实现原理一样的
     return h & (length-1);  //第三步 取模运算
}

这里的Hash算法本质上就是三步:取key的hashCode值、高位运算、取模运算

第一步:显而易见,直接取就是了。

第二步:在JDK1.8的实现中,优化了高位运算的算法,通过hashCode()的高16位异或低16位实现的:(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16),主要是从速度、功效、质量来考虑的,这么做可以在数组table的length比较小的时候,也能保证考虑到高低Bit都参与到Hash的计算中,同时不会有太大的开销。

第三步:不是 直接的取模运算,由于length为2的幂次,所以可以使用“与”运算 h & (length-1)代替取模运算。这样速度更快。

2. resize()方法

void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;
        int oldCapacity = oldTable.length;
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }

        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        boolean oldAltHashing = useAltHashing;
        useAltHashing |= sun.misc.VM.isBooted() &&
                (newCapacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
        boolean rehash = oldAltHashing ^ useAltHashing;
        transfer(newTable, rehash);  //transfer函数的调用
        table = newTable;
        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
    }

其实就是新建一个 newCapacity大小的数组,然后调用transfer()方法将元素复制进去。

void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
        int newCapacity = newTable.length;
        for (Entry e : table) { //这里才是问题出现的关键..
            while(null != e) {
                Entry next = e.next;  //寻找到下一个节点..
                if (rehash) {
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);  //重新获取hashcode
                e.next = newTable[i];  
                newTable[i] = e;
                e = next;
            }
        }
    }

来看看JDK1.7的trantransfer方法吧,可以看到其中是一些指针的操作,首先将 当前节点e的next节点保存下来,然后找到在新数组中的 下标 index, 使用头插法插入节点, 然后 接着处理 next 节点。

这里有两个重要的地方:

1.  JDK1.8 当中 是如何找到新的数组中的下标的。

图(a)表示扩容前的key1和key2两种key确定索引位置的示例,图(b)表示扩容后key1和key2两种key确定索引位置的示例,其中hash1是key1对应的哈希与高位运算结果。

HashMap的扩容机制:JDK1.7,JDK1.8_第1张图片

可以看到, 此key 要么在原先的index上, 要么在 index+old_length 上,old_length为扩容前数组的长度。

这样做的好处:增加随机性了,hashmap性能更好了。 效率更高了,不需要重新计算了。

2. 在JDK1.7中这样使用头插法在多线程的场景下是会出问题的,会形成一个环。

具体就是 线程a 一个节点插入完成后,还没有执行 e = next ,线程 b 执行 next = e.next , 线程a此时执行 e = next,此时就变成刚刚插入节点的下一个节点了,然后调用 e.next = newTable[i] , 这样第二个线程就会变成一个死循环了。

3.JDK1.8中的改变

JDK1.8中不采用头插法了,也就不存在出现环的情况了,具体可以见下图。

你可能感兴趣的:(Java,相关)