面试题：Java中Hashtable的put方法在源码层面是如何实现的

Question

请结合Java Hashtable源码，详细阐述put方法在遇到哈希冲突时是如何处理的，以及在扩容方面的策略是什么。

Answer 1

1. put方法处理哈希冲突

在Java的Hashtable中，put方法遇到哈希冲突时采用链地址法（拉链法）来处理。

1. 计算哈希值：首先通过key的hashCode()方法获取哈希码，然后对哈希表的容量table.length取模得到桶的索引位置index。代码如下：

int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

2. 遍历链表：在找到的桶位置tab[index]处，可能已经存在一个链表（Entry类型的链表）。Entry类包含key、value、next等属性。put方法会遍历该链表，检查是否存在相同的key。如果存在相同的key，则更新其对应的value。代码如下：

for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
    if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
        V old = e.value;
        e.value = value;
        return old;
    }
}

3. 添加新元素：如果遍历完链表都没有找到相同的key，则创建一个新的Entry对象，并将其插入到链表头部（头插法）。代码如下：

Entry<K,V> e = tab[index];
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
count++;

2. 扩容策略

1. 扩容条件：当Hashtable中的元素个数count达到阈值threshold时，会触发扩容。阈值的计算公式为threshold = (int)(capacity * loadFactor)，其中loadFactor是负载因子，默认值为0.75f。代码如下：

if (count >= threshold) {
    // 扩容操作
}

2. 扩容方式：扩容时，新的容量为旧容量的2倍再加1。然后重新计算每个元素在新哈希表中的位置，并将元素重新插入到新的哈希表中。代码如下：

Entry<K,V>[] oldTab = tab;
int oldCapacity = oldTab.length;
int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;
Entry<K,V>[] newTab = (Entry<K,V>[])new Entry<?,?>[newCapacity];
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
tab = newTab;
for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
    for (Entry<K,V> old = oldTab[i] ; old != null ; ) {
        Entry<K,V> e = old;
        old = old.next;
        int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
        e.next = newTab[index];
        newTab[index] = e;
    }
}

这样在扩容时，会遍历旧哈希表中的所有元素，重新计算它们在新哈希表中的位置并插入，从而保证哈希表在元素增加的情况下仍能保持较好的性能。