HashMap

成员变量：

1、序列化版本号：

private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;

2、集合的初始化容量：（默认为16）

/**
* The default initial capacity - MUST be a power of two.
*/
//默认为16：1<<4（左移4位）相当于1*24次方
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

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问题1：初始化容量为什么是2的n次幂？如果不为2的n次幂会怎么样？

当向HashMap中添加元素的时候，需要根据key的hash值去确定其在数组中的位置，HashMap为了存取高效，尽量减少hash碰撞，就需要尽量把数据分配均匀，每个链表（也可能位红黑树）的长度大致相同。这就需要算法：
这个算法实际上就是取模，hash%length,但是计算机中直接求余的效率不如位运算。所以源码中做了优化，使用：hash&(length-1)按位与，实际上hash%length等于hash&(length-1)，前提是length是2的n次幂。

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但是为什么这样能够均匀分布减少hash碰撞呢？2的n次幂-1实际上就是n个1.
比如:
为2的n次幂：

图片.png
不为2的n次幂：
图片.png

可以发现：如果数组的长度不是2的n次幂，计算出的索引值很特别容易相同（发生hash碰撞），会导致数组的每个位置下的数据量不均匀，个别位置的链表或者红黑树过长，导致效率降低。

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问题2：当初始化HashMap的时候指定了容量（比如为10），会怎么样？

HashMap<String,Integer> hashMap = new HashMap<>(10);

根据源码可以发现：如果初始化给的容量不是2的n次幂，最后容量会变成比初始化给定的值大的最小的2的n次幂。
比如给定的10，将会变成16；给定的17，将会变成32

 public static void main(String[] args) throws Exception {

        HashMap<String,Integer> hashMap = new HashMap<>(11);
        Class aClass = hashMap.getClass();
        Method capacity = aClass.getDeclaredMethod("capacity");
        capacity.setAccessible(true);
        System.out.println(capacity.invoke(hashMap));

        HashMap<String,Integer> hashMap2 = new HashMap<>(17);
        Class aClass2 = hashMap.getClass();
        Method capacity2 = aClass2.getDeclaredMethod("capacity");
        capacity2.setAccessible(true);
        System.out.println(capacity2.invoke(hashMap2));

    }
********************************结果：********************************
16
32

3、负载因子，默认为0.75：

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

默认容量为16，当容量超过16*0.75=12时会自动扩容

4、集合最大容量（1<<30）2的30次幂：

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

5、当链表的的数量超过8，会转为红黑树：（并且数组的长度大于64，也就是参数7）

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

6、当红黑树的数量小于6，会从红黑树转为链表：

static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

7、链表转为红黑树对应的数组长度的最小值：

static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;