上篇HashMap博客已經對存儲結構以及存放過程進行了簡單分析。今天我們來對HashMap中的容量(capacity)以及加載因子(loadFactor)分析一下這兩個東西對於map的作用。看這篇博客之前，我已經認爲你瞭解了hashmap的存儲結構了。
我在開發中寫的最多的HashMap聲明爲：Map map = new HashMap();不知道大家是不是這樣的。如果你是下面這兩種：
// 第一種
Map map = new HashMap(int initialCapacity);
// 第二種
Map map = new HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);
我相信你對容量和加載因子是理解的（暫且不說用的好與不好，至少我覺得你應該是知道這兩個東西的作用）。
說到底我們的HashMap其實就是一個容器，裏面放一些key-value而已，map是一個動態的容器（也就是說容量是不固定的），既然容量不固定是多少？是無限大的嗎？不知道大家有沒有想過這樣的問題。這就涉及到了加載因子和容量兩個東西。
我們直接上源碼看吧。既然map有容量一說，就說明還是有大小之分的，那麼我們的map的大小是多少，我們去看下源碼中怎麼說的。我們正常使用map的步驟爲：
// 初始化
Map map = new HashMap();
// put值
map.put("key", "value");
一：map初始化
/**
* Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity
* (16) and the default load factor (0.75).
*/
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
// 以上是默認初始化操作，可以看到只是初始化了一個loadFactor(加載因子)，
// 其他的什麼都沒做，我們暫時先擱置這個東西，記着初始化裏面沒有太多操作就行了
二： map.put纔是重點，我們去看下put方法
/**
* Associates the specified value with the specified key in this map.
* If the map previously contained a mapping for the key, the old
* value is replaced.
*
* @param key key with which the specified value is to be associated
* @param value value to be associated with the specified key
* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
* <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
* (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
* previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
*/
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
// 真正的put方法（重點中的重點）
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
// 注意這個地方，有個return，說明這個方法結束了，下面的代碼不會走了
return oldValue;
}
// 以上這個if，是找到了與key值相同的對象，因此覆蓋了舊的value值
// 以上代碼不解釋具體原理了，可以參考我的上一篇博客
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
下面我們把map擴容的代碼粘出來，具體說一下：
// 如果size > threshold 其實這是第二次resize了
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
// 這段代碼是map中沒有找到與新key相同的對象，執行的邏輯
// 我們來看下：
// ++modCount;
// 這行是說明此map被執行的次數
// if (++size > threshold) {
// resize();
// }
// 這三行我們的容量和加載因子就派上用場了
// 那麼，此時size是多少？threshold又是什麼？初始化的時候並沒有這個東西呀，
// 這兩個東西都是在一個resize()方法中進行的操作，我們來看下resize()方法
// resize()方法我們分成兩大部分來看
// 其一：控制容量（我們暫且分析這一個）
// 我們put方法最上面先resize過一次了（自行找執行過程），我們來看看，我們的最初容量是多少
// threshold = newThr;這行就是賦值的部分
// 我們看這行上面有好幾個if else，這就是判斷threshold該賦什麼樣的值
// 當我們第一次執行這個方法是，我們oldCap（我們map中table數組的長度，此時table爲
// null,oldCap即爲0）
// oldCap爲0執行下面兩行
// newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; 默認容量爲16
// newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
// newThr 下次resize的極限值爲：默認容量 * 默認加載因子 = 16 * 0.75 = 12
// 也就是說如果map的size達到12時，就會重新resize(擴容)
// 以上就是第一次初始化的時候map的分配情況，
// 那麼在往下擴容的話，則，容量 和 極限值都是成倍正常，16 32 64......
// 其二：構建新的map容器
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
// 以上是其一：控制容量（我們暫且分析這一個）部分
// 以下是其二：構建新的map容器，鏈表賦值給新的數組而已
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
因此，大家看到了吧，map動態的原理了吧，其實他也有容量一說的。
那麼簡單總結一下map的特點和原理：
1、map首先爲數組配合鏈表的數據結構，數組默認長度爲16（也就是默認容量）
2、map進行put的時候，如果有相同key，則新value替換舊value，返回舊value；否則，插入鏈表，返回null，size++
3、map的擴容，第一次是默認的容量（16），默認的擴容極限值（16 * 0.75 = 12）；如果size達到12時，進行下次擴容，容量和極限值均擴容成原來的兩倍，32,24；64,48.....，當然也有極限值，容量最大值爲MAXiMUM_CAPACITY = 1 <<30，擴容臨界值threshold = Integer.MAX_VALUE
最後再拋個問題：網上大家都在說爲什麼map的默認加載因子爲0.75？