HashMap存1000条数据，构造时传多少才能让HashMap不需要动态扩容？

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-12-08 14:09 98阅读 0赞

> 欢迎大家关注我的公众号【老周聊架构】，Java后端主流技术栈的原理、源码分析、架构以及各种互联网高并发、高性能、高可用的解决方案。

## 一、HashMap 的初始化 ##

关于`HashMap` 的初始化，可以参考我们上一篇说过：[JDK8中的HashMap初始化和扩容机制][JDK8_HashMap]

## 二、HashMap 的 table 初始化 ##

这个问题也可以这样问，`HashMap`存`1000`条数据，构造时传`1000`会不会让`HashMap`动态扩容？

回到 `HashMap` 的构造方法，`threshold` 为扩容的阈值，在构造方法中由 `tableSizeFor()` 方法调整后直接赋值，所以在构造 `HashMap` 时，如果传递 `1000`，`threshold` 调整后的值确实是 `1024`，但 `HashMap` 并不直接使用它。

仔细想想就会知道，初始化时决定了 `threshold` 值，但其装载因子（`loadFactor`）并没有参与运算，那在后面具体逻辑的时候，`HashMap` 是如何处理的呢？

在 `HashMap` 中，所有的数据，都是通过成员变量 table 数组来存储的，在 `JDK 1.7` 和 `1.8` 中虽然 `table` 的类型有所不同，但是数组这种基本结构并没有变化。那么 `table、threshold、loadFactor` 三者之间的关系，就是：`table.size == threshold * loadFactor`

那这个 `table` 是在什么时候初始化的呢？这就要说说 `HashMap` 的扩容。

在 `HashMap` 中，动态扩容的逻辑在 `resize()` 方法中。这个方法不仅仅承担了 `table` 的`扩容`，它还承担了 `table` 的`初始化`。

当我们首次调用 `HashMap` 的 `put()` 方法存数据时，如果发现 `table` 为 `null`，则会调用 `resize()` 去初始化 `table`，具体逻辑在 `putVal()` 方法中。

![在这里插入图片描述][20200919163606419.png]

在 `resize()` 方法中，调整了最终 `threshold` 值，以及完成了 `table` 的初始化。

![在这里插入图片描述][20200919163836392.png]  
因为 `resize()` 还糅合了动态扩容的逻辑，所以我将初始化 `table` 的逻辑用注释标记出来了。其中 `xxxCap` 和 `xxxThr` 分别对应了 `table` 的`容量`和`动态扩容`的`阈值`，所以存在`旧`和`新`两组数据。

当我们指定了初始容量，且 `table` 未被初始化时，`oldThr` 就不为 `0`，则会走到`代码 ①` 的逻辑。在其中将 `newCap` 赋值为 `oldThr`，也就是新创建的 `table` 会是我们构造的 `HashMap` 时指定的容量值。

之后会进入`代码 ②` 的逻辑，其中就通过装载因子（`loadFactor`）调整了新的阈值（`newThr`），当然这里也做了一些限制需要让 `newThr` 在一个合法的范围内。

在`代码 ③` 中，将使用 `loadFactor` 调整后的阈值，重新保存到 `threshold` 中。并通过 `newCap` 创建新的数组，将其指定到 `table` 上，完成 `table` 的初始化（`代码 ④`）。

到这里也就清楚了，虽然我们在初始化时，传递进来的 `initialCapacity` 虽然经过 `tableSizeFor()` 方法调整后，直接赋值给 `threshold`，但是它实际是 `table` 的尺寸，并且最终会通过 `loadFactor` 重新调整 `threshold`。

那么回到之前的问题就有答案了，虽然 `HashMap` 初始容量指定为 `1000`，会被 `tableSizeFor()` 调整为 `1024`，但是它只是表示 `table` 数组为 `1024`，扩容的重要依据扩容阈值会在 `resize()` 中调整为 `768（1024 * 0.75）`。

它是不足以承载 `1000` 条数据的，最终在存够 `1k` 条数据之前，还会`触发一次动态扩容`。

--------------------

`Question`: **那构造时传多少才能让HashMap存1000条数据不需要动态扩容呢？**

我们可以反推一下：

若 `thresholdNew * 0.75 > 1000`，则 `thresholdNew > 1333.3`。

而我们上面分析构造传`1000`的时候，`thresholdNew` 会被 `tableSizeFor()` 调整为 `1024`，`1024 < 1333.3`不满足。

又我们知道了 `tableSizeFor()` 这个方法`返回大于输入参数且最接近的2的整数次幂的数`，则我们构造时传入`1024~2048`之间的数，`就会保证HashMap存1000条数据不需要动态扩容`。

## 三、举一反三 ##

`Question`: **那构造时传10000是否能让HashMap存10000条数据不需要动态扩容呢？**

答案是`可以`的。

what？上面`1000`的就不行，`10000`就可以满足不需要动态扩容了？

别着急，按照我们上面分析的一步一步来。

当我们构造传`10000`时，实际上经过 `tableSizeFor()` 方法处理之后，就会变成 `2` 的 `14` 次幂 `16384`，再算上负载因子 `0.75f`，实际在不触发扩容的前提下，可存储的数据容量是 `12288（16384 * 0.75f）`。完全可以存储`10000`条数据。

## 四、小结 ##

*  `HashMap` 构造方法传递的 `initialCapacity`，虽然在处理后被存入了 `threshold` 中，但它实际表示 `table` 的容量。
 *  构造方法传递的 `initialCapacity`，最终会被 `tableSizeFor()` 方法动态调整为 `2` 的 `N` 次幂，以方便在扩容的时候，计算数据在 `newTable` 中的位置。
 *  如果设置了 `table` 的初始容量，会在初始化 `table` 时，将扩容阈值 `threshold` 重新调整为 `table.size * loadFactor`。
 *  `HashMap` 是否扩容，由 `threshold` 决定，而 `threshold` 又由`初始容量`和 `loadFactor` 决定。
 *  如果我们预先知道 `HashMap` 数据量范围，可以预设 `HashMap` 的容量值来提升效率，但是需要注意要考虑装载因子的影响，才能保证不会触发预期之外的动态扩容。

[JDK8_HashMap]: https://blog.csdn.net/riemann_/article/details/108678473
[20200919163606419.png]: /images/20221123/c6b33c64dbcf4fc2b147b431858a2324.png
[20200919163836392.png]: /images/20221123/d6573bd9b7cc4cffab47e2de0451d92e.png