hashmap应用场景_Java初学者进阶系列：HashMap的容量与性能

1. HashMap的容量与性能

HashMap的性能受到两个参数的影响：初始化容量和负载因子，下面来详细讲述这几个关键问题。

1.1 Initial Capacity与Load Factor

Initial Capacity：初始化容量，它表示HashMap底层的那个数组，也就是Entry数组有多长，这个值默认是16。
Load Factor：负载因子，它表示HashMap的负载程度，换句话说，它表示HashMap到底有多满了，是不是需要扩容了，这个值默认是0.75f。

初始化容量和负载因子的默认值是Java官方经过实践和优化得到的数据，可以适应大多数的场景。

当然也可以不使用其默认值，可以在构造的时候，自定义HashMap的容量和负载因子：

//单纯指定容量
Map<String,String> hashMapWithCapacity=new HashMap<>(64);
//自定义容量和负载因子
Map<String,String> hashMapWithCapacityAndLF=new HashMap<>(64, 0.9f);

一旦需要自定义容量和负载因子，我们需要搞清楚，他们到底是什么，用来干嘛，会对性能造成什么影响。

一句话：这两个数值会影响到HashMap的扩容，而扩容是一个对性能影响非常大的操作。

1.2 HashMap的扩容

1.2.1 扩容是什么

HashMap的扩容：HashMap被初始化之后，其容量是有限的（可以是默认，也可以是自定义的），当元素不断被插入，是HashMap达到一定的程度（负载因子决定），这个时候，HashMap就会扩容。

根据源码，使用公式表示，是否扩容由容量和负载因子的乘积决定！！！！

触发扩容的条件：
HashMap.Size   >=  Capacity * LoadFactor

HashMap.Size：当前HashMap的实际元素个数
Capacity：容量
LoadFactor：负载因子

如果在默认值的条件下：

HashMap.Size   =  16 * 0.75 = 12

也就是，默认的情况下，插入十二个元素的时候，就会触发扩容。

1.2.2 扩容的步骤

一旦HashMap的size超过了Capacity * LoadFactor乘积，就会触发扩容，那如何扩容呢？，需要经过两步：

resize：即：创建一个new Entry数组，长度是原来old Entry的2倍。
rehash：遍历old Entry数组，把里面的每一个元素取出来重新计算hash和index。为什么要重新计算呢？想一想之前的index计算公式：

index =  hash值 & （length - 1）

对，因为长度已经改了，所以index肯定会不一样，举个例子：

当原数组长度为16时，Hash运算是和1111做与运算；
新数组长度为32，Hash运算是和11111做与运算。

Hash结果显然不同。

1.3 容量与性能（常见问题）

综上所述，不同的容量和负载因子的设置，会导致hashmap的扩容频率不一致。所以：

Initial Capacity设置得低，存储空间少，但是增加了rehash的频率。所以如果能够预期到会存储比较多的数据，那么这个值应该设置高一点
Initial Capacity设置得高，存储空间多，rehash频率少。但是会增加迭代的成本。

所以总结一个场景

Initial Capacity设置高：大量存储，少量迭代
Initial Capacity设置低：数据少，迭代频繁

常见问题：

如何扩容的
初始化容量是多少，如何设置，有什么应用场景
负载因子的作用是什么

欢迎大家一起交流！