一个demo告诉你HashMap容量变化

男娘i 2022-05-19 01:22 200阅读 0赞

对HashMap所有了解的都知道HashMap有一个负载因子loadFactor,当HashMap容量超过阀值时将进行扩容，该文就是根据围绕HashMap的阀值、容量进行探讨，这些探讨也是源于一开始了解HashMap的容量都是通过别人的文章，却从未自己去体验测试过。

该文主要解决之前促使我去探讨HashMap及探讨中所遇到的问题：

(1)new HashMap(n) 的初始阀值/容量是多少？

(2)为什么new HashMap(n) put进一个元素后阀值会发生变化？

(3)HashMap达到阀值时扩容的变化规律？

以下将根据问题给出对应的主要代码(JDK1.8)进行解答：

（1）new HashMap(n)将涉及以下2个方法，tableResizeFor方法的作用是返回比cap大的最小的一个2的n次幂数字如：cap=15则n=16,cap=23则n=32

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);
    }

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;
    }

(2)当HashMap首次put元素时，由于映射中的节点table为空，将对HashMap的容量进行resize,将当前的容量设为initCap\*loadFactor

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
       //  首次put元素由于table为空将进行resize()
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
       // 容量已满时触发
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        // 容量已满时进行resize()
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

(3)HashMap达到阀值时扩容则是在比原容量大且最接近原容量的一个2的指数次幂数字\*2(抛开MAXIMUM\_CAPACITY = 1 << 30讨论)，这一切都在HashMap的resize()方法进行。以下是个人的测试代码及输出结果图，可以更清晰地反应HashMap容量变化：

@Test
    public void mapThreshold() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Map<String, Object> map = new HashMap<>(7);
        Field threshold = map.getClass().getDeclaredField("threshold");
        threshold.setAccessible(true);
        System.err.println("threshold:" + threshold.get(map));
        map.put("1", 1);
        System.err.println("threshold:" + threshold.get(map));
        map.put("2", 1);
        map.put("3", 1);
        map.put("4", 1);
        map.put("5", 1);
        map.put("6", 1);
        System.err.println("threshold:" + threshold.get(map));
        map.put("7", 1);
        System.err.println("threshold:" + threshold.get(map));
        map.put("8", 1);
        System.err.println("threshold:" + threshold.get(map));
        IntStream.rangeClosed(9, 33)
                .forEach(e -> {
                    map.put(String.valueOf(e), e);
                    if (e == 16|| e == 17 || e == 32 || e == 33) {
                        try {
                            System.err.println("threshold:" + threshold.get(map));
                        } catch (IllegalAccessException e1) {
                            e1.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
    }

![70][]

[70]: /images/20220519/2b1f116c19f14e72b145dcfada30ee26.png

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