标签：扩容 Java 容量 00000000 笔记 线程 数组 集合 hash

一、ArrayList

1、ArrayList构造函数

 

 

 

1.1如果指定了容量大小，创建该大小的数组

1.2如果没有指定大小，默认创建空数组

1.3如果是指定小于0的大小，抛出异常

无参构造：创建空数组，在添加第一个元素时候才会扩容到10的容量。

 

 

 ！只有在jdk6中会一开始就创建一个数组大小为10的数组。

2、添加元素是添加在数组末尾。（先确保数组容量）

 

 

 3、ensureExplicitCapacity判断是否需要扩容。

 

4、grow（）方法

得到旧容量，将旧容量扩大1.5倍（大约）。

比如说原始大小是oldCapacity=7，7+7>>1=7+3=10.  

 

 

 如果扩容后的容量还不够，就用需要的容量当做最新的容量。

补充：

数组是length。

字符串是length()。

泛型集合是size()。

 

二、HashMap

主要存放键值对，是非线程安全的

key和value都可以存储空值，只能存一个空值key和多个空值value。

HashmapJDK1.8以前是数组+链表结合使用。1.8会在扩容机制变化后，演变为红黑树。

1、JDK1.8hashMap的hash方法源码：

JDK7中的hash算法全是取余。

 

JDK取得了hashcode，还会右移，为了加入扰动，降低hash冲突

2、loadFactory加载因子是控制数组存放疏密程度。

越趋近于1，越容易冲突。

给定的负载因子是0.75是官方给顶的。

初始容量是16，当加入到12时，会进行扩容。

扩容会涉及到rehash、复制数据等操作。

（这个地方发现put中调用的putValue方法，这个是default权限的方法，访问权限是本包类中，除开本包类就变成了private权限）

Hashmap默认是没有大小，只会第一次使用put->putVal中的resize才会初始化。一开始new HashMap()；

putVal()方法流程：

 

 

 

 1、判断当前table是否为空，如果为空，调用resize（）进行扩容。返回table的长度。

 2、根据(n-1)&hash来求出在数组中的位置，判断当前是否发生冲突

　　2.1如果没有冲突直接插入新值

　　2.2如果冲突 ，判断当前key是否相同，相同直接覆盖当前的key和value值

　　　如果当前是红黑树，插入到红黑树。

 　　  判断当前长度是否大于8，如果大于8，看当前数组是否是>=64，是就将当前链表转为红黑树。

　　　否则只是扩容hashmap的数组。扩容完以后，再遍历插入。

问题：为什么hashmap长度是2的幂次方

Hash值范围Integer.Max -2147483648到2147483647但是内存装不下。

数组下标的计算方法是当前hash&(n-1)。 hash计算是

 (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

优点：
1、（n-1）的目的是因为2的n次方是 1000....0000，这种二进制数，减掉1过后是1111...1111这样可以降低hash冲突，并且降低空间浪费。
如果是其他数可能会造成某些数组空间永远存不上值。

例子5的二进制   00000000 00000000 00000000 00000101
发现任何一个数&上5，倒数第二低位永远是0，

   2、在求数组下标的时候，本身就应该对数组长度求余，但是，取余运算会更快，key.hashcode%arr.length==key.hashcode&(arr.length-1) 只有当arr.length是2的次幂才会相等。

   3、hashmap 扩容rehash过后，元素新的位置，要么在原角标位置，要么在原角标+扩容位置上。

比如扩容前长度是8，扩容后长度是16

第一种情况：
扩容前：
00000000 00000000 00000000 00000101
&00000000 00000000 00000000 00000111 8-1=7
-------------------------------------
101 ===== 5 原来脚标位是5

扩容后：
00000000 00000000 00000000 00000101
&00000000 00000000 00000000 00001111 16-1=15
-------------------------------------
101 ===== 5 扩容后脚标位是5（原脚标位）


第二种情况：
扩容前：
00000000 00000000 00000000 00001101
&00000000 00000000 00000000 00000111 8-1=7
-------------------------------------
101 ===== 5 原来脚标位是5

扩容后：
00000000 00000000 00000000 00001101
&00000000 00000000 00000000 00001111 16-1=15
-------------------------------------
1101 ===== 13 扩容后脚标位是13（原脚标位+扩容长度）

 

 

 

 

2、resize（）方法：

1、如果当前oldTable容量是否为空，如果为空，指定为0。

　　1.1 老容量大于0，如果大于指定的最大值Integer.MaxVALUE就不会扩容了。

　　1.2 如果没有超过最大值，就扩充为原来的两倍。并且新阈值也要扩充为两倍。

2、如果当前为空，并且老阈值不为0，新的容量等于老的阈值。

3、新的容量为16，阈值=默认为16*负载因子0.75

4、再进行rehash

　

 

 

JDK7 JDK8  HashMap线程不安全的原因：

JDK7：由于多线程对HashMap扩容，resize方法的transfer方法中，采用的头插法。

某个线程执行中，挂起，其他线程完成了数据迁移，等CPU释放资源后被挂起的线程重新执行逻辑，会造成链表的死循环。

先put插入元素，调用addEntry方法，判断是否超过阈值，超过就会调用resize，resize再调用transfer

在最后三行，造成循环链表。

rehash过程，先扩容2倍的新空间

再头插法，移动元素。

真实案例：

 

 两个线程目前都要扩容，线程A执行e1指针指向3，线程B执行e2指向3，并且线程A，B的next1,、next2都指向2。

假如这个时候线程B时间片消耗完了,if(hash)代码后挂起，线程A目前扩容已经完成了：

 

并且这个时候线程B也是有个新数组的，长度同样是之前的2倍。

 

 

 

 

new table[i]=e,e称为了第一个节点，e指针指向了next所以 

左边next变成了e。 

下次遍历：

e.next取到3这个节点

 

 

 

 

 

e.next=newtable[i] 就出现环状。

 

 

 

 

 

 

 

 

JDK8：由于多线程对HashMap进行put操作，调用了putval，具体原因是假设两个线程A,B都put，并且hash函数插入的下标相同，当线程A执行完后，时间片消耗完，挂起。这个时候B线程获得时间片后

在该下标处插入了元素，完成了正常的插入，而A获得时间片之前已经检查过了是否冲突，所以不会检查，直接导致线程B插入的数据被覆盖。线程不安全。

 

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来源： https://www.cnblogs.com/Alei777/p/16375565.html

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