从头认识java-15.7 Map（6）-介绍HashMap的工作原理-装载因子与性能

这一章节我们通过讨论装载因子与性能，再来介绍HashMap的工作原理。

1.什么是装载因子？他有什么作用？

以下的代码就是装载因子

 /**
     * The load factor used when none specified in constructor.
     */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

作用：就是控制什么时候map须要通过resize方法扩容。然后通过rehash方法把原有的元素拷贝到新的容器里面

2.装载因子与性能

/**
     * Adds a new entry with the specified key, value and hash code to
     * the specified bucket.  It is the responsibility of this
     * method to resize the table if appropriate.
     *
     * Subclass overrides this to alter the behavior of put method.
     */
    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
	Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
        if (size++ >= threshold)
            resize(2 * table.length);
    }

我们看看上面的add方法。他主要用于put或者putall方法。把元素放到链表里面去的，可是他必须要检測map的大小，来确定是否须要resize。

我们再来看以下hashmap的两个构造函数：

public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
        init();
    }

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);

        // Find a power of 2 >= initialCapacity
        int capacity = 1;
        while (capacity < initialCapacity)
            capacity <<= 1;

        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = (int)(capacity * loadFactor);
        table = new Entry[capacity];
        init();
    }

观察上面两个函数，大家注意threshold 这个參数。在默认的构造函数里面threshold就是装载因子与初步容量所决定的。可是以下重写的hashmap构造函数。threshold 是由两个參数来决定的，而我们再回头看resize方法。他的运行与否，是由threshold 来决定的。因此得出结论：

是否resize，是由装载因子与初步容量来决定的。

我们再通过观察以下resize的源代码，得出一个结论，resize越多，性能越低。

resize的源代码：

void resize(int newCapacity) {
        Entry[] oldTable = table;
        int oldCapacity = oldTable.length;
        if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
            threshold = Integer.MAX_VALUE;
            return;
        }

        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
        transfer(newTable);
        table = newTable;
        threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
    }

由于resize须要把旧的元素拷贝到新的容器里面。

3.性能測试：

package com.ray.ch15;

import java.util.HashMap;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		HashMap<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
		long startTime = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			map.put(i, "a");
		}
		long endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(endTime - startTime);
		System.out.println("---------------");
		HashMap<Integer, String> map2 = new HashMap<Integer, String>(100000, 1f);
		startTime = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			map2.put(i, "a");
		}
		endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(endTime - startTime);
	}
}

输出：

47
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15

上面的測试结果已经能够解释上面的结论。

总结：我们这一章节通过讨论装载因子与性能。再来介绍HashMap的工作原理。

这一章节就到这里，谢谢。

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