小白也能看懂的JDK1.8前_HashMap的擴容機制原理

愛程式設計DE文兄發表於2020-10-08
JDKHashMap

　　最近在研究hashmap的擴容機制，作為一個小白，相信我的理解，對於一些同樣是剛剛接觸hashmap的白白是有很很大的幫助，畢竟你去看一些已經對資料結構瞭解透徹的大神談hashmap的原理等，人家說的很高大上，時不時會夾著稍許的英文你也看不懂是吧，不過這樣顯得比較有逼格哈哈。在正文之前，我非常有必要給剛剛接觸hashmap以及沒有學過資料結構（其實資料結構我瞭解也不多哈哈）的小夥伴普及幾個知識，你記住就行了：

 　　　　1. 對於剛接觸hashmap，hashmap你就暫時理解為雜湊表(hash表)，結構為“陣列+連結串列”；如果說到表的長度，那指的是陣列長度。

　　　　 2. “陣列+連結串列”的結構專業術語叫“連結串列雜湊”，說簡單點，一個陣列上的每個位置儲存的一個單連結串列；實際上陣列的每個位置記錄著是單連結串列的第一個節點，有了第一個節點後面不就串起來了嘛

 　　　　3. hashmap在jdk1.8前的結構是“陣列+(單)連結串列”，在jdk1.8，結構就引入了“陣列+連結串列+紅黑樹”，不過在這裡我們只討論1.8之前

　　　　 4. hashmap在新增元素時使用的是“尾插法”，而在擴容時轉移資料使用的是“頭插法”；後半句話給我重點記著，後面的原始碼就涉及到這個

　　　　 5.hashmap擴容的本質是重新建立一個原有陣列長度2倍的新陣列。

　　　　 6. 新表的節點分佈 並不一定 跟 舊錶 一致。比如說舊錶的oldTable[0]上有key(0)->key(1)->key(2)，而到新表這裡newTable[0]就可能變成了key(2)->key(0)【頭插法】，而key(1)在其他位置了。

 

　　好了，開始進入正題！我們來研究jdk1.8前的hashmap的擴容原理（為什麼沒有1.8呢？因為我還沒去看哈哈）；它擴容最核心的方法就是resize()，原始碼如下：

//hashmap的擴容方法
    void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;    //把當前的hash表賦值給一個臨時陣列，這個臨時陣列代表 舊hash表
        int oldCapacity = oldTable.length; //得到舊hash表的長度
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { //如果判斷舊hash表的長度（其實是陣列長度）等於最大容量值
            threshold = Integer.MAX_VALUE; //把Integer.MAX_VALUE賦值給當前的閾值，它的意思就是不再擴容了
            return;
        }
 
        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];  //建立一個新的hash表
        transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity)); //這個是重點，這個方法實現將舊hash表的資料放到新的hash表中
        table = newTable;  //當前的hash表換成新的hash表了
        threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);  // 有新表後，閾值是需要重新計算的
    }

　　

　　上面程式碼中，我們真正要關注的是transfer（），你看它方法名就取得很明顯，轉移的意思是吧，原始碼如下：

   /**
     *  把 舊錶 的 資料 往新表上挪
     */
    void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
        int newCapacity = newTable.length; //得到新表的長度
        for (Entry<K,V> e : table) {    //這裡table是舊錶，這裡是遍歷舊錶，把舊錶的資料往新表上轉移
            while(null != e) {  //如果當前節點不為空
                Entry<K,V> next = e.next;      //next是一個臨時變數，用來引用或儲存當前節點指向的下一節點，比如說當前節點是key(3)，key(3)->key(5)，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　那next就暫時儲存key(5)
                if (rehash) { //重新計算hash
                    e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
                }
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //這個挺重要的，它是重新計算我們當前的(舊)節點應該放到新表的哪個位置上
                e.next = newTable[i];     //超級重點，它的作用是斷開當前節點與舊錶的聯絡，啥意思呢？ 還是剛才的例子當前節點是key(3)，key(3)->key(5)，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　key(3)現在不指向key(5)了，已經投奔(指向)新表上的某個位置了


                newTable[i] = e;           //超級重點+，頭插法來了，把當前的節點賦值給新表的某個位置，作用就是舊節點複製到新表上了；意思是每輪迴圈的當前節點都會
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　插入到新陣列上的某個單連結串列的第一個位置，作為單連結串列的頭節點

                e = next;             //把剛才儲存的下一節點 作為下一輪迴圈的當前節點
            }
        }
    }

　　我儘量把解釋都放到了原始碼上面，方便大家檢視，減少不必要的頁面上下滾動帶來的眼睛疲勞（我真是活雷鋒哈哈），後面我會去看jdk1.8的原始碼，會再次為大家分享。

　　如果覺得說的勉強還行的話，點個推薦唄！

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