HashMap源码注解 之 resize()方法（七）

注意 ，本文基于JDK 1.8

HashMap#resize()

    /**     * Initializes or doubles table size.  If null, allocates in     * accord with initial capacity target held in field threshold.     * Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the     * elements from each bin must either stay at same index, or move     * with a power of two offset in the new table.     *     * @return the table     */    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)                        ((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;    }

注释翻译

Initializes or doubles table size. If null, allocates in accord with initial capacity target held in field threshold.Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the elements from each bin must either stay at same index, or move with a power of two offset in the new table.
初始化或者翻倍表大小。如果表为null，则根据存放在threshold变量中的初始化capacity的值来分配table内存（这个注释说的很清楚，在实例化HashMap时，capacity其实是存放在了成员变量threshold中，注意，HashMap中没有capacity这个成员变量）。如果表不为null，由于我们使用2的幂来扩容，则每个bin元素要么还是在原来的bucket中，要么在2的幂中。
下面一步一步解析这个代码

newCap与newThr

        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;

如果oldTab != null，则oldCap>0：
如果此时oldCap>=MAXIMUM_CAPACITY，表示已经到了最大容量，这时还要往map中放数据，则阈值设置为整数的最大值 Integer.MAX_VALUE，直接返回这个oldTab的内存地址。
如果此时oldCap< MAXIMUM_CAPACITY，表示还没到达最大容量：
如果进行扩容之后newCap < MAXIMUM_CAPACITY 并且 oldCap的初始化值大于等于DEFAULT_INITIAL_CAPACITY（16），这时可以直接将阈值也扩大1倍。因为threshold=capacity*loadFactor，capacity变成原来的2倍，则threshold也要变成原来的2倍。
如果oldTab==null，则oldCap=0：
如果oldThr>0：表示在实例化HashMap时，调用了HashMap的带参构造方法，初始化了threshold，这时将阈值赋值给newCap，因为在构造方法 中是将capacity赋值给了threshold。
如果oldThre <= 0：表示实例化HashMap是，调用的是HashMap的默认构造方法，则newCap和newThr都使用默认值。
这时要判断newThr是否等于0？newThr等于0表示，

else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&         >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)    newThr = oldThr << 1; // double thresholdoldCap>0，

这一步判断失败，有可能是扩容后大于了MAXIMUM_CAPACITY，也有可能oldCap小于DEFAULT_INITIAL_CAPACITY导致的。
和oldCap

else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold            newCap = oldThr;

判断成功，oldThr大于0。
然后根据newCap和loadFactor确定newThr。有可能这时newCap已经大于MAXIMUM_CAPACITY了，则将thresHold设置为最大的整数，否则直接使用计算得来的新的newThr。

下面就是分配内存，如果oldTab == null，则 返回newTab。
如果oldTab ！= null，则需要将原内存地址中的数据拷贝给newTab的地址。

下标的变化

例如我们从16扩展为32时，具体的变化如下所示：

其中n即表示容量capacity。resize之后，因为n变为2倍，那么n-1的mask范围在高位多1bit(红色)，因此新的index就会发生这样的变化：

因此，我们在扩充HashMap的时候，不需要重新计算hash，只需要看看原来的hash值新增的那个bit是1还是0就好了，是0的话索引没变，是1的话索引变成“原索引+oldCap”。可以看看下图为16扩充为32的resize示意图：

这个设计确实非常的巧妙，既省去了重新计算hash值的时间，而且同时，由于新增的1bit是0还是1可以认为是随机的，因此resize的过程，均匀的把之前的冲突的节点分散到新的bucket了。
在链表中进行操作时，使用的是尾插法。

参考资料

Java HashMap工作原理及实现