HashMap之扩容（三）

        之前两章节已经介绍了关于HashMap的长度和get、put方法，本章节主要是介绍一下关于HasnMap的在高并发场景下存在的线程问题。
      HashMap的容量是有大小的，那随着put的Entity的增多，经过Hash算法出现冲突的概率越来越高，此时HashMap达到一定的饱和度，需要进行扩展它的长度，也就是Resize。决定是否发生Resize的因素有两个：

一是Capacity，即HashMap当前的长度。之前说过HashMap的长度是2的n次幂

二是LoadFactor 即HashMap的负载因子，默认值是0.75f。
当满足如下条件：
       HashMap.size>=Capacity*LoadFactor

时，HashMap将会进行Resize操作。

Resize操作可以分为两步，扩容和Rehash

1、扩容

    创建一个新的Entry空数组，长度是原HashMap Entry数组的2倍。

2、Rehash

   遍历原HashMap的Entry数据，把所有的Entry重新Hash到新数组中，因为Entry经过Hash后的值与Entry数组的长度有关，所以需要Rehash。

     之前文章有提到过，Hash公式为：index=HashCode（key）&（Capacity-1）

当Capacity=8时，key的HashCode是跟111做“与”运算。当数组长度变为16时，key的HashCode是与“1111”做“与”运算，结果肯定是不一样的。

    ReHash的Java代码如下：

/**
 * Transfers all entries from current table to newTable.
 */
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry e : table) {
        while(null != e) {
            Entry next = e.next;
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        }
    }
}

当多线程并发时，HashMap是线程不安全的。

初始值如下图：

为了方便画图，假若初始长度是2，存了3个Entity

然后有两个线程分别对改HashMap进行扩容操作，线程1执行完Entry next = e.next;被挂起，线程2继续进行扩容，直到扩容结束

此时，扩容完如下图:

线程2结束，线程1被唤醒，继续进行执行下方代码

第一遍

此时e=key[3] ,e.next=key[7]

执行Entry next = e.next;得到

next=e.next=key[7];

执行 e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);得到

e.hash=hash(3);

执行int i = indexFor(e.hash, newCapacity);得到

i=3;

执行e.next = newTable[i];得到

e.next=key[3].next=null;

执行newTable[i] = e;得到

newTable[3] = e=key[3]

执行e = next;得到

e=next=key[7]

 

此时e=key[7],newTable[3]头结点为key[3],key[3].next=null,key[7].next=key[3];

第二遍

执行Entry next = e.next;得到

Entry next =e.next=key[7].next=key[3]

执行e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);得到

e.hash=hash(3)

执行int i = indexFor(e.hash, newCapacity);得到

i=3;

执行e.next = newTable[i];得到

e.next=newTable[3]=key[3];

执行newTable[i] = e;得到

newTable[3] = e=key[7]

执行e = next;得到

e=next=key[3]

 

此时e=key[3],newTable[3]头结点为key[7], key[7].next=key[3],e.next=key[3].next=null;

第三遍：

执行Entry next = e.next;得到

Entry next = e.next=null;

执行e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);得到

e.hash=hash(3)

执行int i = indexFor(e.hash, newCapacity);得到

i=3;

执行e.next = newTable[i];得到

e.next=newTable[3]=key[7];

执行newTable[i] = e;得到

newTable[3] = e=key[3]

执行e = next;得到

e=next=null;

 

第四遍

执行 while(null != e) 跳出循环

此时

e=null,e.next=null,

key[3].next=key[7]

key[7].next=key[3]

newtable[3]={key[3],key[7]}

代码执行完后，会出现如下环

线程1结束后，如果有对HashMap进行查询操作。由于存在环，若查询的key值不在此HashMap,则进入死循环，一直在做查询操作。

由此延伸出另一个问题，即如何判断一个链表中是否有环存在？下一期讲解一下吧