Java8中HashMap扩容算法小计

Java8的HashMap扩容过程主要就是集中在resize()方法中

 final Node<K,V>[] resize() {
     // ...省略不重要的
 }

其中，当HashMap扩容完毕之后，需要对原有的数据进行转移。因为容量变大了，部分元素的位置因此要变更，因而出现了下面的这个转移过程。

转移过程大致是：依次从旧数组里取值，然后从该值对应的链表上依次取出节点，对节点取模分别放入lo链表和hi链表，当链表中节点遍历完后，分别把lo链表和hi链表放入新数组的不同位置。

在看到如下第15行时，我在想，为什么（e.hash & oldCap）== 0时就放入lo链表，否则就是hi链表？

说到这个问题，那我们就要回顾下HashMap存入新元素的过程了。看下面的第45行，可以发现插入时是使用(n - 1) & hash来计算位置的，即数组长度-1，而扩容移位是使用数组长度n计算的，那这是为什么呢？

 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;
             }
         }
     }
 }

 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
     // ...省略不重要的
     if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
         tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
     else {
     // ...省略不重要的
 }

像我们看Java8的HashMap源码，应该都应该知道HashMap的底层数组长度都是2的n方的值

那么我们就假设一个底层数组长度为8的HashMap模拟进行插入元素和扩容移位的过程

长度n=8 ---->    0x1000

n-1　　  ---->    0x0111

此时写入两个元素，两个元素的hash值分别为hash1 = 0x0101，hash2 = 0x1101

hash1 & n-1 = 0x0101

hash2  & n-1 = 0x0101

两个hash取模后的结果是一致的，所以它们会在同一个地方组成链表

那么此时如果要进行扩容移位呢？

hash1 & n = 0x0000

hash2 & n = 0x1000

此时两者的结果是不一样的，并且相差0x1000即10进制的8即数组长度.。

所以这也就是为什么上图15行只判断==0的原因，因为这个取模结果只有0和1两种值（数组长度是2的n次方，只有除了符号位外的最高位为1）

而两个取模结果等于数组长度，这也就是为什么上图第32和36行那么处理的原因。