1. HashMap的容量與性能

HashMap的性能受到兩個(gè)參數(shù)的影響：初始化容量和負(fù)載因子，下面來詳細(xì)講述這幾個(gè)關(guān)鍵問題。

1.1 Initial Capacity與Load Factor

• Initial Capacity：初始化容量，它表示HashMap底層的那個(gè)數(shù)組，也就是Entry數(shù)組有多長，這個(gè)值默認(rèn)是16。
• Load Factor：負(fù)載因子，它表示HashMap的負(fù)載程度，換句話說，它表示HashMap到底有多滿了，是不是需要擴(kuò)容了，這個(gè)值默認(rèn)是0.75f。

初始化容量和負(fù)載因子的默認(rèn)值是Java官方經(jīng)過實(shí)踐和優(yōu)化得到的數(shù)據(jù)，可以適應(yīng)大多數(shù)的場(chǎng)景。

當(dāng)然也可以不使用其默認(rèn)值，可以在構(gòu)造的時(shí)候，自定義HashMap的容量和負(fù)載因子：

//單純指定容量 Map<String,String> hashMapWithCapacity=new HashMap<>(64); //自定義容量和負(fù)載因子 Map<String,String> hashMapWithCapacityAndLF=new HashMap<>(64, 0.9f);

一旦需要自定義容量和負(fù)載因子，我們需要搞清楚，他們到底是什么，用來干嘛，會(huì)對(duì)性能造成什么影響。

一句話：這兩個(gè)數(shù)值會(huì)影響到HashMap的擴(kuò)容，而擴(kuò)容是一個(gè)對(duì)性能影響非常大的操作。

1.2 HashMap的擴(kuò)容

1.2.1 擴(kuò)容是什么

HashMap的擴(kuò)容：HashMap被初始化之后，其容量是有限的（可以是默認(rèn)，也可以是自定義的），當(dāng)元素不斷被插入，是HashMap達(dá)到一定的程度（負(fù)載因子決定），這個(gè)時(shí)候，HashMap就會(huì)擴(kuò)容。

根據(jù)源碼，使用公式表示，是否擴(kuò)容由容量和負(fù)載因子的乘積決定！！！！

觸發(fā)擴(kuò)容的條件： HashMap.Size >= Capacity * LoadFactor

• HashMap.Size：當(dāng)前HashMap的實(shí)際元素個(gè)數(shù)
• Capacity：容量
• LoadFactor：負(fù)載因子

如果在默認(rèn)值的條件下：

HashMap.Size = 16 * 0.75 = 12

也就是，默認(rèn)的情況下，插入十二個(gè)元素的時(shí)候，就會(huì)觸發(fā)擴(kuò)容。

1.2.2 擴(kuò)容的步驟

一旦HashMap的size超過了Capacity * LoadFactor乘積，就會(huì)觸發(fā)擴(kuò)容，那如何擴(kuò)容呢？，需要經(jīng)過兩步：

• resize：即：創(chuàng)建一個(gè)new Entry數(shù)組，長度是原來old Entry的2倍。
• rehash：遍歷old Entry數(shù)組，把里面的每一個(gè)元素取出來重新計(jì)算hash和index。為什么要重新計(jì)算呢？想一想之前的index計(jì)算公式：

index = hash值 & （length - 1）

對(duì)，因?yàn)殚L度已經(jīng)改了，所以index肯定會(huì)不一樣，舉個(gè)例子：

• 當(dāng)原數(shù)組長度為16時(shí)，Hash運(yùn)算是和1111做與運(yùn)算；
• 新數(shù)組長度為32，Hash運(yùn)算是和11111做與運(yùn)算。

Hash結(jié)果顯然不同。

1.3 容量與性能（常見問題）

綜上所述，不同的容量和負(fù)載因子的設(shè)置，會(huì)導(dǎo)致hashmap的擴(kuò)容頻率不一致。所以：

• Initial Capacity設(shè)置得低，存儲(chǔ)空間少，但是增加了rehash的頻率。所以如果能夠預(yù)期到會(huì)存儲(chǔ)比較多的數(shù)據(jù)，那么這個(gè)值應(yīng)該設(shè)置高一點(diǎn)
• Initial Capacity設(shè)置得高，存儲(chǔ)空間多，rehash頻率少。但是會(huì)增加迭代的成本。

所以總結(jié)一個(gè)場(chǎng)景

• Initial Capacity設(shè)置高：大量存儲(chǔ)，少量迭代
• Initial Capacity設(shè)置低：數(shù)據(jù)少，迭代頻繁

常見問題：

• 如何擴(kuò)容的
• 初始化容量是多少，如何設(shè)置，有什么應(yīng)用場(chǎng)景
• 負(fù)載因子的作用是什么

歡迎大家一起交流！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的hashmap应用场景_Java初学者进阶系列：HashMap的容量与性能的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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