HashMap的resize详解

本文基于jdk 1.8，1.7的实现稍微有所不同，本文不说红黑树部分。

（1）HashMap的数据结构

transient Node<K,V>[] table;

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    V value;
    Node<K,V> next;
    ...
}

HashMap是由一个Node的数组构成，Node又有next指针指向下一个Node而组成一个链表，主要的思想在大学的课程中也都学过，就是根据key计算hash，写入数组中，当hash冲突时，组成链表，如果数组不够大且插入了很多的值，那么冲突将会很多，查询效率下降。

（2）在什么情况下HashMap需要resize，HashMap有个负载因子loadFactor，当HashMap中存在的对象超过 当前大小 x 负载因子时就需要扩容（resize），例如初始大小为16，默认负载因子为0.75，那么当HashMap中的对象数量超过 16 * 0.75 = 12 时，将会触发resize

（3）HashMap是如何进行resize的
主要的方法是resize

final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            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) {
            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) // 忽略这里的红黑树实现
                        ((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) { // 重点1：判断节点在resize之后是否需要改变在数组中的位置
                                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);
                        // 重点2：将某节点中的链表分割重组为两个链表：一个需要改变位置，另一个不需要改变位置
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }

这段代码只要理解上面的（1）（2）就能理解大部分，但是其中有几处很费解，我也是网上看了资料和自己动手调试才理解到
第一点是：if ((e.hash & oldCap) == 0) 这个判断到底是什么意思，还好网上也有解释，如果这个判断为true则说明e这个节点在resize之后不需要挪位置，反之则需要换个位置。虽然这个代码难理解，但是自己举几个例子也能判断出来，比如有1，17两个数，在HashMap大小是16的时候，他们的hash值都是1，如果此时扩容为32，可以看出1的hash是不变的，但是17是会变，也就是说 1 & 16 = 0， 17 & 16 != 0
第二点：在把需要挪动（或不需要挪动）的对象搬到对应位置上后，那么该对象上挂的链表怎么办，于是在重点2中，一段处理逻辑是将该节点上的链表分成两部分，要么也需要挪动，要么不动，分开之后再组成两个链表分别插到对应位置上即可，这部分我是debug出来的，网上也没有资料