HashMap扩容机制（JDK8）

 HashMap 主要用来存放键值对，它基于哈希表的 Map 接口实现，是常用的 Java 集合之一，是非线程安全的。可以存储null值，但是只有一个key可以为null，有多个值可以为null。

 JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为 8）（将链表转换成红黑树前会判断，如果当前数组的长度小于 64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。

 HashMap 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充，容量变为原来的 2 倍。并且， HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小。

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put方法

HashMap只提供了put来添加元素，put内部调用putVal方法

对putVal 的分析如下：

1. 如果定位到的数组没有元素，就直接插入；
2. 如果定位到的数组有元素，比较key，如果key相同就直接覆盖，如果相同，判断p是否是一个树节点，如果是，调用树节点的插入方法将元素插入；如果不是，遍历链表，将元素插入到链表尾部；
   

说明：直接覆盖之后会return，不会有后续操作；链表长度大于阈值8并且数组长度大于64的时候才会转换红黑树，否则只是扩容数组。

put方法：

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    //table未初始化或者长度为0，进行扩容
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    //(n - 1) & hash 确定元素存放在哪个桶中，桶为空，
    //新生成结点放入桶中(此时，这个结点是放在数组中)
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    //桶中已经存在元素
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        //key相等，hash相等
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            //将元素赋值给e
            e = p;
        //hash值不相等，即key不相等，并且该节点是红黑树节点
        else if (p instanceof TreeNode)
        	//放入树中
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        //链表节点
        else {
        	//在链表末尾插入节点
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    //节点数量达到阈值8，执行treeifyBin方法
                    //此方法会根据HashMap的数组来决定是否要转换为红黑树
                    //数组长度大于等于64才会转换为红黑树，否则只会扩容数组
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    //跳出循环
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        //桶中有key值和hash值于插入节点相等的节点
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            //覆盖以后返回旧值
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    //插入完成后实际大小大于阈值，需要扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

resize方法

final Node<K,V>[] resize() {
    Node<K,V>[] oldTab = table;
    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
    int oldThr = threshold;
    int newCap, newThr = 0;
    //容量超过最大值就不再扩容
    if (oldCap > 0) {
        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return oldTab;
        }
        //没超过最大值扩容到原来的2倍
        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
        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"})
    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
    table = newTab;
    if (oldTab != null) {
    	//扩容完成后，重新进行hash分配，写入数据
        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = oldTab[j]) != null) {
                oldTab[j] = null;
                if (e.next == null)
                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                else if (e instanceof TreeNode)
                    ((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 = 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;
}