【JDK源码学习】HaspMap扩容操作

HashMap的扩容是学习HashMap源码的重中之重，面试中经常被问到。本文就以实例的方式，解析HashMap的扩容过程，以及JDK1.8和1.7的扩容操作的区别

一、什么时候HashMap会扩容

调用HashMap的put方法时，如果当前的数组（HashMap的底层数据结构就是数组）为null，或者数组的长度大于阈值（数组长度*负载因子）时，会发生扩容。数组为null时，会扩容成默认长度或指定长度；数组超过阈值时，会扩容成原数组的两倍。

二、怎么扩容

假设现在有一个HashMap，长度为5，往里面put了三个元素put(1, val1)，put(6, val2)，put(11, val3)，如图：

扩容：

新数组的容量会扩大一倍，里面暂时没有元素，新数组示意图如下：

JDK1.7 元素位置计算

第一步：遍历到oldTab[1]的（11，val3）这个元素，算出应该放在新newTab[1]，完成后结构如下：

第二步，遍历到oldTab[1]的（6，val2）元素，计算出应该放在newTab[6]的位置，完成后结构如下：

第三步，遍历到oldTab[1]的（1，val1）元素，计算出应该放在newTab[1]的位置，由于index=1的位置上，已经有一个元素了，

所以（1，val1）元素，将放在newTab[1]的链表头上，完成后的结构如下：

完成元素的位置计算，扩容也完成了。从图中可以看出，扩容后原tab[1]处的链表，头尾发生了交换。

JDK1.8 元素位置计算

这个就骚气了

第一步：遍历到oldTab[1]的（11，val3）这个元素，算出应该放在新newTab[1]，发现index还是1，没有发生改变，loHead、LoTail会指向这个元素，newTab暂时没有发生变化

第二步，遍历到oldTab[1]的（6，val2）元素，计算出应该放在newTab[6]的位置，index发生了变化，hiHead、hiTail会指向这个元素，newTab还是没有变化。

第三步，遍历到oldTab[1]的（1，val1）元素，计算出应该放在newTab[1]的位置，发现index还是1，没有发生改变。这时，由于loHead、loTail已经不为null了（指向元素（11，val3）），会将loTail.next指向（1，val1）,loTail也指向（1，val1），如图：

if (loTail == null)
    loHead = e;
else
    loTail.next = e;
loTail = e;

第四步，将oldTab[1]处理结束后，将loHead、loTail、hiHead、hiTail，挂到newTab执行的index上去。

源码中的处理如下，只需把loHead、hiHead放到正确的位置即可。其中loHead链表index没发生改变，然后放在newTab[1]上，hiHead发生了改变，应该放在j + oldCap位置上，例子中j=1，oldCap=5。：

if (loTail != null) {
    loTail.next = null;
    newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
    hiTail.next = null;
    newTab[j + oldCap] = hiHead;
}

完成元素的位置计算，扩容也完成了。从图中可以看出，扩容后原tab[1]处的链表，头尾保持了1在11的后面。这就是jdk1.8与1.7的区别之处。

补充：

1、jdk1.8中是如果判断元素应该存放的index，在扩容之后，是否应该发生改变？上源码

判断原来的 hash 值与oldTab容量按位与操作是 0 或 1 就行，0 的话索引就不变，1 的话索引变成原索引加上扩容前数组

2、扩容后，如果index发生了改变，应该放在newTab的哪个位置呢，上源码：

其中loHead是index不变的链表，还是放在原来的位置j上，hiHead是index发生变化的链表，放在了j+oldCap上。