【Java】一篇详解HashMap的扩容机制！！
如果小伙伴对HashMap的扩容机制不了解，那么这篇文章带你吃透扩容机制，如果对你有帮助，希望可以点赞、收藏！！
HashMap的扩容机制是为了应对元素数量增长导致的哈希冲突加剧问题，通过扩大数组容量来分散元素，保证查询效率。
其核心逻辑是：当数组数量超过阈值时，将数组容量翻倍，并将旧数组元素迁移到新数组中。
一、扩容核心参数：
3个关键参数：
- 容量(capacity)：哈希表底层数组的长度，默认初始容量为16(必须是2的幂次)。
- 负载因子(loadFactor)：衡量数组填充程度的阈值比例，默认为0.75。
- 阈值(threshold)：出发扩容的临界值，计算公式为：threshold=capacity*loadFactor(16*0.75=12)。
二、扩容触发条件：
当HashMap的元素数量size超过阈值时，触发扩容。
即：if(size>threshold) ->执行扩容
三、扩容完整流程(以JDK1.8为例)
JDK1.8中HashMap底层为 数组+链表+红黑树，扩容流程优化后更高效，步骤如下：
1.计算新容量：
新容量=旧容量×2
2.计算新阈值：
新阈值=新容量×负载因子
3.创建新数组：
根据新容量创建一个更大的数组。
4.迁移元素：
将旧元素中的所有元素(链表/红黑树节点)重新计算索引，迁移到新数组中。
四、关键：元素迁移的索引计算：
由于容量一直为2的幂次，JDK1.8中元素迁移时的新索引可以通过高位判断快速计算，无需重新计算哈希值。
- 旧容量为
oldCap（如 16），新容量为newCap = oldCap × 2（如 32）。 - 元素在旧数组中的索引为
oldIndex（通过 hash & (oldCap - 1) 计算）。 - 新索引只有两种可能：
若元素哈希值的第n位（n为oldCap的幂次，如 16 是 2⁴，n=4）为0 → 新索引 =oldIndex。
若第n位为1 → 新索引 =oldIndex + oldCap。
五、举例：
假设我们有一个初始状态的HashMap：
- 容量
oldCap = 16（数组索引 0~15），阈值threshold = 12，负载因子0.75。
步骤 1：触发扩容
当插入第 13 个元素时，size = 13 > threshold = 12，触发扩容：
- 新容量newCap = 16 × 2 = 32（数组索引 0~31）。
- 新阈值newThreshold = 32 × 0.75 = 24。
步骤 2：迁移元素（以两个元素为例）
假设旧数组中有两个元素，哈希值（简化后）如下：
- 元素 A：
hash = 0001 0101（二进制，共 8 位示意） - 元素 B：
hash = 0011 0101
计算旧索引：
旧容量16的二进制是10000，oldCap - 1 = 15（二进制01111）。
- 元素 A 旧索引：hash & 15 = 0001 0101 & 0000 1111 = 0101 → 5。
- 元素 B 旧索引：hash & 15 = 0011 0101 & 0000 1111 = 0101 → 5（与 A 哈希冲突，在旧数组索引 5 处形成链表）。
计算新索引：
新容量32是100000，oldCap = 16的二进制是10000，关键看哈希值的第 4 位（从 0 开始数，对应 16 的幂次位）：
- 元素 A 的 hash 第 4 位：0001 0101 → 第 4 位是0（从右数第 5 位，因 0~3 位是低 4 位） → 新索引 = 旧索引5。
- 元素 B 的 hash 第 4 位：0011 0101 → 第 4 位是1 → 新索引 = 旧索引5 + 16 = 21。
迁移结果：
- 元素 A 从旧数组索引 5 迁移到新数组索引 5。
- 元素 B 从旧数组索引 5 迁移到新数组索引 21。
两者在新数组中不再冲突，链表被 “打散”，查询效率提高。
六、JDK1.7与1.8扩容的核心差异：
七、总结：
- HashMap通过"容量翻倍+元素迁移"实现扩容，核心目的是减少哈希冲突。
- JDK1.8的优化(如高效索引计算、尾插法)让扩容更高效且安全。
- 实际开发中，若能预估元素数量，建议初始化时指定容量，如：(new HashMap<>(1000)），减少扩容次数以提升性能。