HashMap默认容量

看过HashMap源代码的同学都知道，HashMap有默认的最小容量和最大容量，最小容量是16，最大容量是2的30次方。

    /**
     * 默认的初始化容量-必须是2的幂
     */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

    /**
     * 最大容量，如果任意带参构造函数传入的值大于该数 ，那么替换成该数。
     * 必须是2的幂，小于等于2~30
     */
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

为什么不是2的31次方？

由于int类型限制了该变量的长度为4个字节共32个二进制位，按理说可以向左移动31位即2的31次幂，这里为什么不是2的31次方，而是2的30次方呢？
事实上由于二进制数字中最高的一位也就是最左边的一位是符号位，用来表示正负之分（0为正，1为负），所以只能向左移动30位，而不能移动到处在最高位的符号位，所以最大容量只能是2的30次方。

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(1<<30);
        System.out.println(1<<31);
        System.out.println(1<<32);
        System.out.println(1<<33);
        System.out.println(1<<34);

    }

输出结果：

1073741824
-2147483648
1
2
4

为什么要满足2的n次方

至于为什么是2的30次方，不是别的数字或者最大整数，这主要是从性能和分布均匀两方面来考虑的：

• 加快hash计算速度；
• 均匀分布，减少hash冲突;

2的n次方，可以通过位移操作来实现，可以加快hash计算速度，结合按位与计算加快数组下标的计算。例如在HashMap做扩容时，满足2的幂就是相当于每次扩容都是翻倍（就是<<1右移一位），这样扩容时在重新计算下标位置时，只有两种情况，一种是下标不变，另一种是下标变为：原下标位置+扩容前容量，这样扩容后节点移动相对较少，也可以提高性能。。

可以改善数据的均匀分布，减少hash冲突，毕竟hash冲突越大，代表数组中一个链的长度越大，这样的话会降低hashmap的性能。
其中关键代码为HashMap中的数组下标计算：i = (n - 1) & hash，该计算方法可以实现一个均匀分布。