java中hashmap容量的初始化实现

HashMap使用HashMap(int initialCapacity)对集合进行初始化。

在默认的情况下，HashMap的容量是16。但是如果用户通过构造函数指定了一个数字作为容量，那么Hash会选择大于该数字的第一个2的幂作为容量。比如如果指定了3，则容量是4；如果指定了7，则容量是8；如果指定了9，则容量是16。

为什么要设置HashMap的初始化容量

在《阿里巴巴Java开发手册》中，有一条开发建议是建议我们设置HashMap的初始化容量。

下面我们通过具体的代码来了解下为什么会这么建议。

我们先来写一段代码在JDK1.7的环境下运行，来分别测试下，在不指定初始化容量和指定初始化容量的情况下性能情况的不同。

public static void main(String[] args) { int aHundredMillion = 10000000; // 未初始化容量 Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); long s1 = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < aHundredMillion; i++) {  map.put(i, i); } long s2 = System.currentTimeMillis(); System.out.println("未初始化容量，耗时： " + (s2 - s1)); // 14322 // 初始化容量为50000000 Map<Integer, Integer> map1 = new HashMap<>(aHundredMillion / 2); long s3 = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < aHundredMillion; i++) {  map1.put(i, i); } long s4 = System.currentTimeMillis(); System.out.println("初始化容量5000000，耗时： " + (s4 - s3)); // 11819 // 初始化容量为100000000 Map<Integer, Integer> map2 = new HashMap<>(aHundredMillion); long s5 = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < aHundredMillion; i++) {  map2.put(i, i); } long s6 = System.currentTimeMillis(); System.out.println("初始化容量为10000000，耗时： " + (s6 - s5)); // 7978}

从以上的代码不难理解，我们创建了3个HashMap，分别使用默认的容量（16）、使用元素个数的一半（5千万）作为初始容量和使用元素个数（一亿）作为初始容量进行初始化，然后分别向其中put一亿个KV。

从上面的打印结果中可以得到一个初步的结论：在已知HashMap中将要存放的KV个数的时候，设置一个合理的初始化容量可以有效地提高性能。下面我们来简单分析一下原因。

我们知道，HashMap是有扩容机制的。所谓的扩容机制，指的是当达到扩容条件的时候，HashMap就会自动进行扩容。而HashMap的扩容条件就是当HashMap中的元素个数（Size）超过临界值（Threshold）的情况下就会自动扩容。

threshold = loadFactor * capacity

在元素个数超过临界值的情况下，随着元素的不断增加，HashMap就会发生扩容，而HashMap中的扩容机制决定了每次扩容都需要重建hash表，这一操作需要消耗大量资源，是非常影响性能的。因此，如果我们没有设置初始的容量大小，HashMap就可能会不断发生扩容，也就使得程序的性能降低了。

另外，在上面的代码中我们会发现，同样是设置了初始化容量，设置的数值不同也会影响性能，那么当我们已知HashMap中即将存放的KV个数的时候，容量的设置就成了一个问题。

HashMap中容量的初始化

开头提到，在默认的情况下，当我们设置HashMap的初始化容量时，实际上HashMap会采用第一个大于该数值的2的幂作为初始化容量。

Map<String, String> map = new HashMap<>(1);map.put("huangq", "yanggb");Class<?> mapType = map.getClass();Method capacity = mapType.getDeclaredMethod("capacity");capacity.setAccessible(true);System.out.println("capacity : " + capacity.invoke(map)); // 2