java中Hash表扩容机制

在Java中，哈希表（HashTable）是通过数组和链表实现的。当哈希表中元素的数量超过了当前容量的75%（默认值）时，会触发扩容操作。

哈希表的扩容机制如下：
1. 创建一个新的数组，其长度为当前数组长度的两倍。
2. 将原来数组中的元素重新计算哈希值，并放入新数组中的对应位置。
3. 如果存在哈希冲突（即多个元素计算出的哈希值相同），则使用链表将这些元素串联在一起。
4. 最后，将新数组替换为原来的数组。

通过扩容操作，可以有效减少哈希冲突，提高哈希表的性能。但是，扩容操作需要重新计算所有元素的哈希值并重新插入，因此会带来一定的时间开销。

需要注意的是，在Java 8及以后的版本中，哈希表的实现已经从旧的基于链表的实现转变为基于红黑树（Red-Black Tree）的实现，在某些情况下可以进一步提高性能。

相关问题

说说Java语言中ConcurrentHashMap的扩容机制

### 回答1：
Java语言中的ConcurrentHashMap是一种线程安全的Hash表实现，它使用了分段锁（segmentation lock）的机制来实现线程安全。

扩容机制是指当Hash表的元素数量超过某一阈值时，会自动扩大散列表的容量以避免散列冲突（hash collision）增加。

在ConcurrentHashMap中，扩容机制是通过分段锁实现的，也就是说，扩容只需要锁定当前段，不需要锁定整个表，因此不会影响其他线程的读写操作。

当Hash表的容量被调整时，数据被重新散列，以确保散列表中的数据始终是均匀分布的。

总的来说，ConcurrentHashMap的扩容机制既简单又高效，能够在保证线程安全的同时实现快速扩容，从而提高Hash表的效率。

### 回答2：
ConcurrentHashMap 是 Java 中并发集合类库中的一种实现，它是线程安全的哈希表。

ConcurrentHashMap 的扩容机制可以分为两个方面：扩容触发条件和扩容过程。

首先，当 ConcurrentHashMap 中的元素数量超过了阈值（默认为当前容量的 0.75 倍）时，就会触发扩容操作。扩容操作的开始前需要将 Segment 锁住，保证只有一个线程进行扩容。

扩容过程中，ConcurrentHashMap 会将原有的数据分散到更多的 Segment 上。每个 Segment 是一个独立的哈希表，拥有自己的锁。扩容时，ConcurrentHashMap 会创建原有容量大小的新数组，然后将每个 Segment 中的数据重新分布到新数组的对应位置上。这样，旧数组上的每个 Segment 都可以在扩容过程中继续处理原有的读写操作，而不需要等待。

在向新数组中重新分布元素时，ConcurrentHashMap 会先将每个 Segment 中的元素批量复制到新数组的相应位置上。为了保证线程安全，同时进行读写操作的线程需要获得锁。在写操作中，ConcurrentHashMap 使用了 CAS（Compare and Swap）来更新引用，保证操作的原子性。

需要注意的是，在进行数据复制过程中，如果有新的写操作发生，那么可能会造成数据丢失。因此，在复制元素时，ConcurrentHashMap 会进行数据的校验，确保复制过程中的一致性。

总结来说，ConcurrentHashMap 的扩容机制是在较高的并发场景下，通过分散锁的方式，将原有数据分散到更多的 Segment 中，以提高并发度。在扩容过程中通过 CAS 确保操作的原子性，同时根据需要进行数据校验，以保证数据一致性。

### 回答3：
Java语言中的ConcurrentHashMap是一种线程安全的哈希表，它允许多个线程同时访问并修改其中的元素。当ConcurrentHashMap中的元素数量达到一定阈值时，它会自动触发扩容操作。

ConcurrentHashMap在进行扩容时，会创建一个新的哈希表，并且将原哈希表中的元素重新分配到新的哈希表中。扩容操作由多个阶段组成，保证在扩容过程中能够维持对哈希表的读写操作的并发进行。

首先，ConcurrentHashMap会将原哈希表的容量扩大一倍，并且重新计算每个元素在新哈希表中的索引位置。接着，它会对每个索引位置上的链表进行遍历，然后将链表上的每个元素重新计算其在新哈希表中的索引位置，并将其移动到对应的位置。

在将元素移动到新哈希表的过程中，ConcurrentHashMap使用一种叫做“分段锁”的机制来保证多线程并发的安全性。它将整个哈希表分为多个段(segment)，每个段都拥有自己的锁。当多个线程同时访问不同的段时，它们可以并发进行操作，互不干扰。但当多个线程同时访问同一个段时，它们会竞争该段的锁，在保证线程安全的前提下进行操作。

在扩容期间，ConcurrentHashMap允许同时进行读取和写入操作，这样可以提高并发性能。而在扩容完成后，ConcurrentHashMap将完全切换到新哈希表上，旧哈希表会被销毁以释放内存空间。

总结来说，ConcurrentHashMap的扩容机制是通过创建一个新的哈希表，并使用分段锁机制保证多线程并发的安全性，将原哈希表中的元素重新分配到新哈希表中，以实现扩容操作。

java hashset扩容机制

Java HashSet是基于HashMap实现的，因此其扩容机制也和HashMap类似。

HashSet的默认初始容量为16，负载因子为0.75，当HashSet中元素的数量达到容量与负载因子的乘积时，就会触发扩容操作。

扩容操作会创建一个新的容量为原先容量的两倍的HashMap，并将原先HashSet中的所有元素重新插入到新的HashMap中。这个过程中，需要重新计算每个元素的hash值和在新HashMap中的位置，因此会比较耗时。

扩容操作一般是在HashSet的add()方法中触发的，因此当需要向HashSet中添加大量元素时，可以通过在创建HashSet时指定初始容量来减少扩容的次数，以提高性能。