HashMap的初始容量和加載因子-魔扣目錄

注：本文所有代碼示例均基于 JDK8。

從源碼出發(fā)

默認(rèn)值

通過查看 HashMap 的源碼可以得知其默認(rèn)的初始容量為 16，默認(rèn)的加載因子為 0.75。

/**
 * The default initial capacity - MUST be a power of two.
 * 默認(rèn)的初始容量（必須是2的N次冪），默認(rèn)為2^4＝16
 */
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
/**
 * The load factor used when none specified in constructor.
 * 默認(rèn)的加載因子為0.75
 */
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

構(gòu)造方法

/**
 * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial
 * capacity and load factor.
 *
 * @param initialCapacity the initial capacity
 * @param loadFactor the load factor
 * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
 * or the load factor is nonpositive
 */
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
		if (initialCapacity < 0)
				throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
																					 initialCapacity);
		if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
				initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
		if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
				throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
																					 loadFactor);
		this.loadFactor = loadFactor;
		this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
/**
 * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial
 * capacity and the default load factor (0.75).
 *
 * @param initialCapacity the initial capacity.
 * @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative.
 */
public HashMap(int initialCapacity) {
		this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
/**
 * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity
 * (16) and the default load factor (0.75).
 */
public HashMap() {
		this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}

一般情況下都是通過這三種構(gòu)造方法來初始化 HashMap 的。通過默認(rèn)的無參構(gòu)造方法初始化后 HashMap 的容量就是默認(rèn)的16，加載因子也是默認(rèn)的0.75；通過帶參數(shù)的構(gòu)造方法可以初始化一個(gè)自定義容量和加載因子的 HashMap。通常情況下，加載因子使用默認(rèn)的0.75就好。

初始容量

HashMap 的容量要求必須是2的N次冪，這樣可以提高散列的均勻性，降低 Hash 沖突的風(fēng)險(xiǎn)。但是容量可以通過構(gòu)造方法傳入的，如果我傳入一個(gè)非2次冪的數(shù)進(jìn)去呢？比如3？傳進(jìn)去也不會(huì)干嘛呀，又不報(bào)錯(cuò)。。。哈哈哈哈。是的，不會(huì)報(bào)錯(cuò)的，那是因?yàn)?HashMap 自己將這個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)成了一個(gè)最接近它的2次冪的數(shù)。這個(gè)轉(zhuǎn)換的方法是 tableSizeFor(int cap) 。

/**
 * Returns a power of two size for the given target capacity.
 */
static final int tableSizeFor(int cap) {
		int n = cap - 1;
		n |= n >>> 1;
		n |= n >>> 2;
		n |= n >>> 4;
		n |= n >>> 8;
		n |= n >>> 16;
		return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

這個(gè)方法會(huì)將傳入的數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)2次冪的數(shù)，比如傳入的是3，則返回的是4；傳入12，則返回的是16。

加載因子

加載因子和 HashMap 的擴(kuò)容機(jī)制有著非常重要的聯(lián)系，它可以決定在什么時(shí)候才進(jìn)行擴(kuò)容。HashMap 是通過一個(gè)閥值來確定是否擴(kuò)容，當(dāng)容量超過這個(gè)閥值的時(shí)候就會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，而加載因子正是參與計(jì)算閥值的一個(gè)重要屬性，閥值的計(jì)算公式是容量 * 加載因子。如果通過默認(rèn)構(gòu)造方法創(chuàng)建 HashMap ，則閥值為 16 * 0.75 = 12 ，就是說當(dāng) HashMap 的容量超過12的時(shí)候就會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容。

/**
 * The next size value at which to resize (capacity * load factor).
 *
 * @serial
 */
int threshold;

這是 HashMap 的 putVal(...) 方法的一個(gè)片段，put(...) 方法其實(shí)就是調(diào)用的這個(gè)方法，size 是當(dāng)前 HashMap 的元素個(gè)數(shù)，當(dāng)元素個(gè)數(shù)＋1后超過了閥值就會(huì)調(diào)用 resize() 方法進(jìn)行擴(kuò)容。

if (++size > threshold)
		resize();

加載因子在一般情況下都最好不要去更改它，默認(rèn)的0.75是一個(gè)非常科學(xué)的值，它是經(jīng)過大量實(shí)踐得出來的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。當(dāng)加載因子設(shè)置的比較小的時(shí)候，閥值就會(huì)相應(yīng)的變小，擴(kuò)容次數(shù)就會(huì)變多，這就會(huì)導(dǎo)致 HashMap 的容量使用不充分，還沒添加幾個(gè)值進(jìn)去就開始進(jìn)行了擴(kuò)容，浪費(fèi)內(nèi)存，擴(kuò)容效率還很低；當(dāng)加載因子設(shè)置的又比較大的時(shí)候呢，結(jié)果又很相反，閥值變大了，擴(kuò)容次數(shù)少了，容量使用率又提高了，看上去是很不錯(cuò)，實(shí)際上還是有問題，因?yàn)槿萘渴褂玫脑蕉啵琀ash 沖突的概率就會(huì)越大。所以，選擇一個(gè)合適的加載因子是非常重要的。

實(shí)踐檢驗(yàn)真理

默認(rèn)無參構(gòu)造方法測試

通過默認(rèn)構(gòu)造方法創(chuàng)建一個(gè) HashMap，并循環(huán)添加13個(gè)值