HashMap的初始容量和装载因子.docx

HashMap的初始容量(initialCapacity)和装载因子(loadFactor)按HashMap源码里的那种重构方法，如果reHash过多，显然会影响性能。所以为了防止过多的reHash，我们需要自己配置HashMap的装载因子loadFactor和初始的table容量capacity的大小（可以在构造函数里配或者调用方法配）。很容易理解，如果我们已经知道我们使用的HashMap一般情况的存储在1W对以上，你给它一个默认的16的初始的table容量，默认reHash每次容量翻倍，这得重构多少次呀！（如果装载因子为1，还得要约56次）。但是如果我们的对HashMap的容量需求不是很大，你给它一个默认1W的容量，显然又浪费宝贵的空间了。至于这两个参数的选择可以自己去把握，甚至可以设定动态绑定：分析历史数据，找出规律，或者预测未来的走向找出规律。对HashMap这两个参数实现一个动态的调整。比如早上8点9点A业务比较忙，它对应的HashMap可以提前多给些空间，而10点以后B业务使用的HashMap比较忙，A相对清闲，可以缩减A的空间给B。如果从数据库的表中读取记录存入HashMap中，完全可以根据记录的行数(row size)来初始化HashMap的容量，这样就可以达到reHash的最少次数，同时也保证了HashMap所需的最小容量：比如：通过SQL语句： select count(字段) as rowSize from 表提到行数：rowSize = 30那么我们在定义HashMap的时候：HashMap h = new HashMap(rowSize,1f);下面是HashMap的相关源代码部分：_/HashMap的构造public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) if (initialCapacity MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor = initialCapacityint capacity = 1; while (capacity initialCapacity) capacity = 1; this.loadFactor = loadFactor;threshold = (int)(capacity * loadFactor); table = new Entrycapacity; init(); public Vput(K key, V value) if (key = null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key.hashCode(); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = tablei; e != null; e = e.next) Object k; if (e.hash = hash & (k = e.key) = key | key.equals(k) V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; modCount+;addEntry(hash, key, value, i); return null; /添加新的项目void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) Entry e = tablebucketIndex; tablebucketIndex = new Entry(hash, key, value, e); if (size+ = threshold) /注意理解这里，当前的实际大小(size)与threshold相等时，就将当前的容量扩大一倍 resize(2 * table.length); /重构大小void resize(int newCapacity) Entry oldTable = table; int oldCapacity = oldTable.length; if (oldCapacity = MAXIMUM_CAPACITY) threshold = Integer.MAX_VALUE; return; Entry newTable = new EntrynewCapacity; transfer(newTable); table = newTable; threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); HashMap的数据结构 HashMap主要是用数组来存储数据的，我们都知道它会对key进行哈希运算，哈系运算会有重复的哈希值，对于哈希值的冲突，HashMap采用链表来解决的。在HashMap里有这样的一句属性声明：transient Entry table;Entry就是HashMap存储数据所用的类，它拥有的属性如下final K key;V value;final int hash;Entry next;看到next了吗？next就是为了哈希冲突而存在的。比如通过哈希运算，一个新元素应该在数组的第10个位置，但是第10个位置已经有Entry，那么好吧，将新加的元素也放到第10个位置，将第10个位置的原有Entry赋值给当前新加的 Entry的next属性。数组存储的是链表，链表是为了解决哈希冲突的，这一点要注意。几个关键的属性存储数据的数组transient Entry table;这个上面已经讲到了默认容量static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;最大容量static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 =容量*加载因子时，HashMap会将容量扩容static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;当实际数据大小超过threshold时，HashMap会将容量扩容，threshold容量*加载因子int threshold;加载因子final float loadFactor;HashMap的初始过程构造函数1public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) if (initialCapacity MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor = initialCapacity int capacity = 1; while (capacity initialCapacity) capacity = 1; this.loadFactor = loadFactor; threshold = (int)(capacity * loadFactor); table = new Entrycapacity; init(); 重点注意这里while (capacity initialCapacity) capacity = 1;capacity才是初始容量，而不是initialCapacity，这个要特别注意，如果执行new HashMap(9,0.75)；那么HashMap的初始容量是16，而不是9，想想为什么吧。构造函数2public HashMap(int initialCapacity) this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); 构造函数3，全部都是默认值 public HashMap() this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR); table = new EntryDEFAULT_INITIAL_CAPACITY; init(); 构造函数4 public HashMap(Map m) this(Math.max(int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR); putAllForCreate(m); 如何哈希 HashMap并不是直接将对象的hashcode作为哈希值的，而是要把key的hashcode作一些运算以得到最终的哈希值，并且得到的哈希值也不是在数组中的位置哦，无论是get还是put还是别的方法，计算哈希值都是这一句：int hash = hash(key.hashCode();hash函数如下：static int hash(int h) return useNewHash ? newHash(h) : oldHash(h); useNewHash声明如下： private static final boolean useNewHash; static useNewHash = false; 这说明useNewHash其实一直为false且不可改变的，hash函数里对 useNewHash的判断真是多余的。private static int oldHash(int h) h += (h 14); h += (h 10); return h; private static int newHash(int h) / This function ensures that hashCodes that differ only by / constant multiples at each bit position have a bounded / number of collisions (approximately 8 at default load factor). h = (h 20) (h 12); return h (h 7) (h 4); 其实HashMap的哈希函数会一直都是oldHash。如果确定数据的位置看下面两行int hash = hash(k.hashCode(); int i = indexFor(hash, table.length);第一行，上面讲过了，是得到哈希值，第二行，则是根据哈希指计算元素在数组中的位置了，位置的计算是将哈希值和数组长度按位与运算。static int indexFor(int h, int length) return h & (length-1); put方法到底作了什么？public V put(K key, V value) if (key = null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key.hashCode(); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = tablei; e != null; e = e.next) Object k; if (e.hash = hash & (k = e.key) = key | key.equals(k) V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; modCount+; addEntry(hash, key, value, i); return null; 如果key为NULL，则是单独处理的，看看putForNullKey方法： private V putForNullKey(V value) int hash = hash(NULL_KEY.hashCode(); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = tablei; e != null; e = e.next) if (e.key = NULL_KEY) V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; modCount+; addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i); return null; NULL_KEY的声明：static final Object NULL_KEY = new Object();这一段代码是处理哈希冲突的，就是说，在数组某个位置的对象可能并不是唯一的，它是一个链表结构，根据哈希值找到链表后，还要对链表遍历，找出key相等的对象，替换它，并且返回旧的值。 for (Entry e = tablei; e != null; e = e.next) if (e.key = NULL_KEY) V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; 如果遍历完了该位置的链表都没有找到有key相等的，那么将当前对象增加到链表里面去 modCount+; addEntry(hash, (K) NULL_KEY, value, i); return null;且看看addEntry方法 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) Entry e = tablebucketIndex;tablebucketIndex = new Entry(hash, key, value, e); if (size+ = threshold) resize(2 * table.length); tablebucketIndex = new Entry(hash, key, value, e);新建一个Entry对象，并放在当前位置的Entry链表的头部，看看下面的 Entry构造函数就知道了，注意红色部分。 Entry(int h, K k, V v, Entry n) value = v; next = n; key = k; hash = h; 如何扩容？ 当put一个元素时，如果达到了容量限制，HashMap就会扩容，新的容量永远是原来的2倍。上面的put方法里有这样的一段：if (size+ = threshold) resize(2 * table.length);这是扩容判断，要注意，并不是数据尺寸达到HashMap的最大容量时才扩容，而是达到 threshold指定的值时就开始扩容， threshold最大容量加载因子。 看看resize方法 void resize(int newCapacity) Entry oldTable = table; int oldCapacity = oldTable.length; if (oldCapacity = MAXIMUM_CAPACITY) threshold = Integer.MAX_VALUE; return; Entry newTable = new EntrynewCapacity;transfer(newTable); table = newTable; threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); 重点看看红色部分的 transfer方法void transfer(Entry newTable) Entry src = table; int newCapacity = newTable.length; for (int j = 0; j src.length; j+) Entry e = srcj; if (e != null) srcj = null; do Entry next = e.next; int i = indexFor(e.hash, newCapacity); e.next = newTablei; newTablei = e; e = next; while (e != null)