前置知識
先來看看HashMap中的成員屬性
解釋：
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size當(dāng)前的容器中Entry的數(shù)量，也就是當(dāng)前K-V的數(shù)量 -
loadFactory裝載因子，用來衡量HashMap滿的程度，loadFactory的默認值是0.75 -
threshold臨界值，當(dāng)實際KV數(shù)量超過threshold時，就會觸發(fā)擴容機制。threshold = capatity * loadFactory
容量capatity
除了以上這些成員屬性外，還有一個緊密關(guān)聯(lián)的概念：capatity容量。
capatity與size不是同一個概念，size來表示當(dāng)前的HashMap已經(jīng)裝了多少，capatity是容量，HashMap最多能裝多少
利用反射獲取HashMap的容量capatity的大小
看好這個方法，接下來要用
public static void printHashMapCapacity(HashMap map) throws Exception {
Class<? extends HashMap> mapClass = map.getClass();
Method capacity = mapClass.getDeclaredMethod("capacity");
capacity.setAccessible(true);
Integer invoke = (Integer) capacity.invoke(map);
System.out.println(invoke);
}
如果利用HashMap的無參構(gòu)造，默認情況下的容量是16，當(dāng)達到擴容機制時，就會擴容到32，以此類推
如果在new時，指定容量大小，則HashMap會選擇第一個大于等于此數(shù)字的2的冪次作為初始容量
HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
printHashMapCapacity(hashMap);
// 默認的容量16
HashMap<Object, Object> map2 = new HashMap<>(1);
printHashMapCapacity(map2);
// 1 , 因為2的0次方是1
HashMap<Object, Object> map3 = new HashMap<>(7);
printHashMapCapacity(map3);
// 8 , 第一個大于7的2的次冪是8
阿里Java開發(fā)手冊中規(guī)定，在初始化HashMap時，應(yīng)該盡量指定其初始大小
loadFactory和threshold
這兩個屬性用來指定HashMap的擴容機制
threshold = loadFactory * capacity
當(dāng)HashMap中的size超過threshold時，就會觸發(fā)擴容，每次擴容后的容量是原始容量的2倍
從默認的初始容量16擴容到32、64、128…
loadFactory是裝載因子，用來衡量HashMap滿的程度，默認值是0.75f。
設(shè)置成0.75的好處是：capacity是2的次冪，兩個數(shù)的乘積還是整數(shù)，避免浮點數(shù)造成影響。
我們初始化HashMap時，除了可以指定初始化容量大小外，還可以指定裝載因子的大小的，但是修改裝載因子的值是不推薦的。
為什么要設(shè)置初始化容量
當(dāng)HashMap 發(fā)生擴容時，會新建一個指定容量的桶，然后將原來的Entry拷貝到新的桶中。
此過程會有較大的資源消耗。
為了避免在向HashMap中put過多元素時頻繁發(fā)生擴容，需要指定一個合適大小的初始化容量。
初始化容量設(shè)置多少合適
我們的目的是避免頻繁發(fā)生擴容，所以一次性指定初始化容量合適大小。
并不是我要塞入多少個元素，就初始化為多少，來看一個例子：
當(dāng)我要向HashMap中put 7個元素，我將HashMap初始化為7
HashMap map = new HashMap(7);
因為傳入的是一個7，HashMap會選擇一個大于等于該值的2的次冪作為容量capacity
根據(jù)loadFactory=0.75，計算出threshold = 8 * 0.75 = 6
當(dāng)我們put第7個元素時，就會觸發(fā)擴容，擴容到16。
但是我們就想put 7個元素，在第7個時觸發(fā)擴容，導(dǎo)致了性能和空間的浪費。
所以，我們在初始化時，選擇多少的初始化容量，值得考慮。
借鑒HashMap 中putAll()方法，得出以下公式：
initCapatity = expectedSize / 0.75F + 1.0F
這個計算方法雖然浪費了一些空間，但是在性能上卻提升了。
當(dāng)我們要put 7個元素， initCapacity = 7 / 0.75 + 1 = 10 ，經(jīng)過HashMap的計算，第一個大于10的2的次冪的數(shù)是16，所以HashMap的容量是16。
16 * 0.75 = 12 ，當(dāng)我要put第7個元素時，并不會發(fā)生擴容，性能得到提升。
而且與第一次我們設(shè)置初始化容量為7相比，最終所占用的空間是一樣的。
為什么選擇2的次冪作為容量
因為，在put時，HashMap會根據(jù)key的hash來計算對應(yīng)Entry所在桶的位置。
通常都是利用求余來實現(xiàn)的
index = hash % capacity
但是直接利用%來計算是非常慢的，效率非常第低。
我們知道，在計算機中，最快的運算就是位運算了。
存在這樣一個規(guī)律：當(dāng)capacity是2的次冪時，滿足以下恒等式文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-426007.html
hash % capacity == hash & (capacity - 1)
在我們創(chuàng)建HashMap時，就做了第一步處理，選擇大于等于給定數(shù)字的第一個2的次冪作為容量，就保證了。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-426007.html
到了這里，關(guān)于HashMap的擴容機制、初始化容量大小的選擇、容量為什么是2的次冪的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
