Java开发手册中为什么建议初始化HashMap的容量大小，以及HashMap源码中相关参数(容量大小设置参数公式)说明

矫情吗；* 2023-10-12 10:46 26阅读 0赞

## 场景 ##

Java开发手册中对于HashMap的推荐如下:

【推荐】集合初始化时，指定集合初始值大小。

说明：HashMap 使用 HashMap(int initialCapacity) 初始化，如果暂时无法确定集合大小，那么指定默认值（16）即可。

正例：

initialCapacity = (需要存储的元素个数 / 负载因子) + 1。

注意负载因子（即 loader factor）默认为 0.75，如果暂时无法确定初始值大小，请设置为 16（即默认值）。

反例：

HashMap 需要放置 1024 个元素，由于没有设置容量初始大小，随着元素增加而被迫不断扩容，

resize()方法总共会调用 8 次，反复重建哈希表和数据迁移。

当放置的集合元素个数达千万级时会影响程序性能。

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注：

博客：  
[霸道流氓气质的博客\_CSDN博客-C\#,架构之路,SpringBoot领域博主][CSDN_-C_SpringBoot]

通过查看HashMap的源码，先看下其主要的成员变量

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1、transient int size;

记录了 Map 中 KV 对的个数。

2、final float loadFactor;

装载因子，用来衡量 HashMap 满的程度。

loadFactor 的默认值为 0.75f

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

3、int threshold; 临界值，当实际 KV 个数超过 threshold 时，HashMap 会将容量扩容，threshold ＝容量 \* 加载因子。

4、除了以上成员变量，还有一个概念capacity，容量，如果不指定，默认容量是16。

其源码声明为

/\*\*  
\* The default initial capacity - MUST be a power of two.  
\*/  
//static final int DEFAULT\_INITIAL\_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

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size指当前已经有多少元素，capacity指最多可以装多少元素。

5、默认情况下 HashMap 的容量是 16，但是，如果用户通过构造函数指定了一个数字作为容量，

那么 Hash 会选择大于该数字的第一个 2 的幂作为容量。

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在初始化 HashMap 的时候，应该尽量指定其大小。尤其是当你已知 map 中存放的元素个数时。（《阿里巴巴 Java 开发规约》）

HashMap 的扩容条件就是当 HashMap 中的元素个数（size）超过临界值（threshold）时就会自动扩容。

在 HashMap 中，threshold = loadFactor \* capacity。loadFactor 是装载因子，

表示 HashMap 满的程度，默认值为 0.75f，设置成0.75 有一个好处，那就是 0.75 正好是 3/4，而 capacity 又是 2 的幂。

所以，两个数的乘积都是整数。对于一个默认的 HashMap 来说，默认情况下，当其 size 大于 12(16\*0.75) 时就会触发扩容。

为了验证初始化容量后的性能要高于默认容量，编写以下测试代码

int count = 10000000;
            Map<Integer, Integer> map1 = new HashMap<>();
    
            try(Cost cost = new Cost()){
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    map1.put(i,i);
                }
            }
    
            Map<Integer, Integer> map2 = new HashMap<Integer, Integer>((int) (count / 0.75 +1));
    
            try(Cost cost = new Cost()){
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    map2.put(i,i);
                }
            }

注意这里的代码耗时统计的方式可以参考

Java实战-基于JDK的LRU算法实现、优雅的实现代码耗时统计(Spring AOP、AutoCloseable方式)：

[Java实战-基于JDK的LRU算法实现、优雅的实现代码耗时统计(Spring AOP、AutoCloseable方式)\_霸道流氓气质的博客-CSDN博客][Java_-_JDK_LRU_Spring AOP_AutoCloseable_-CSDN]

以上对比结果如下

![5ac1575f02624af8a1c20c6bdf284bf6.png][]

从结果中可知，在已知HashMap中将要存放的KV个数的时候，设置一个合理的初始化容量可以有效的提高性能。

如果我们没有设置初始容量大小，随着元素的不断增加，HashMap 会发生多次扩容，

而 HashMap 中的扩容机制决定了每次扩容都需要重建 hash 表，是非常影响性能的。

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[CSDN_-C_SpringBoot]: https://blog.csdn.net/badao_liumang_qizhi
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[Java_-_JDK_LRU_Spring AOP_AutoCloseable_-CSDN]: https://blog.csdn.net/BADAO_LIUMANG_QIZHI/article/details/130970242
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