java 怎么合理设置 HashMap 初始值大小？

在 Java 开发中少不了使用 HashMap，但是通常使用 HashMap 时就是简单的进行 new 一下就可以开始使用了。比如这样：

1	`HashMap<String, Object> param =` `new` `HashMap<>();`

这样使用并不会有什么问题，但是如果在创建 HashMap 时如果可以预估集合的大小时，可以给 HashMap 指定一个大小。

HashMap 的底层结构

        HashMap 在底层使用了数组、链表及红黑树这几种数据结构，其中数组作为其基本的存储结构，而链表和红黑树则是用来解决哈希冲突的一种方法。这里只关心数组这部分。

        数组是一片连续的内存空间，初始化后大小无法改变。而数组作为 HashMap 的底层数据结构，那么当数据的数量超出数组的长度时，仍然想要往其中存入数据时，就会对数组进行“扩容”。所谓的扩容就是重新开辟一块长度更长的内存作为当前 HashMap 的底层数据结构，然后将数据复制到新的空间当中。

        由此可以看出，HashMap 的扩容会给程序带来性能上的损耗。

HashMap 的扩容

        关于HashMap 的扩容，有几个相关的属性，这些属性决定了 HashMap 的扩容时机，属性分别如下：

capacity：表示 HashMap 的容量，即实际数组的长度，该长度默认为 16，也就是说在实例化 HashMap 时没有指定它的容量时，它的容量默认为 16，代码如下：

// Constructs an empty HashMap with the default initial capacity (16) and the default load factor (0.75).
public HashMap() {
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}

从上面的注释中可以看出，在调用无参的构造方法时，HashMap 默认的容量是 16，且 loadFactor 的值为 0.75。

loadFactor：表示 HashMap 的扩容因子（加载因子、负荷因子），它确定了 HashMap 进行扩容的一个比例。该扩容因子的默认值为 0.75。

threshold：扩容的阈值，该值是 capacity * load factor 计算得到值。根据默认的 capacity 和 loadFactor 得知，16 * 0.75 = 12，那么当数组内的元素大于 12 时则进行扩容。在 HashMap 中有一个属性 size，用来表示数组的大小，通常通过 size() 方法获取。HashMap 的扩容是当前容量乘以 2 的大小。

代码演示扩容的实际情况

通过一段代码来验证一下 HashMap 在默认容量情况下的一次扩容。测试代码如下：

public class HashMapTest
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
  
        for (Integer i = 1; i <= 16; i ++) {
            map.put(i.toString(), i);
            System.out.println("i = " + i + ", map size = " + map.size() + ", map capacity = " + tableLength(map));
        }
    }
  
    public static int tableLength(HashMap<?, ?> map) throws Exception {
        Field table = HashMap.class.getDeclaredField("table");
        table.setAccessible(true);
        Object[] obj = (Object[]) table.get(map);
        return obj.length;
    }
}

来观察它的输出情况，输出如下：

i = 1, map size = 1, map capacity = 16
i = 2, map size = 2, map capacity = 16
i = 3, map size = 3, map capacity = 16
i = 4, map size = 4, map capacity = 16
i = 5, map size = 5, map capacity = 16
i = 6, map size = 6, map capacity = 16
i = 7, map size = 7, map capacity = 16
i = 8, map size = 8, map capacity = 16
i = 9, map size = 9, map capacity = 16
i = 10, map size = 10, map capacity = 16
i = 11, map size = 11, map capacity = 16
i = 12, map size = 12, map capacity = 16
i = 13, map size = 13, map capacity = 32
i = 14, map size = 14, map capacity = 32
i = 15, map size = 15, map capacity = 32
i = 16, map size = 16, map capacity = 32

从上面的情况可以看出，在 HashMap 中存入第 13 个数据时，capacity 的值变为了 32。因为 HashMap 会对我们的初始容量找一个大于它的、2 的幂次的值。那么比 13 大的，且是 2 的幂次的值就是 32，32 是 2 的 5 次幂。

总结

本文介绍了关于 HashMap 中影响其扩容的几个属性，通过这几个属性也了解了如何合理的设置 HashMap 初始值的大小。希望对你有所帮助。