HashMap的扩容时机和初始化集合容量时是否根据公式计算

阿里巴巴Java开发手册中提到：集合初始化时，指定集合初始值大小。
对于集合的初始化大小，网上流传两种观点：

观点	对错
初始化大小 = (元素个数 / 负载因子) + 1	错误
直接指定集合大小	正确

为什么第二个观点正确？我们断点调试一下寻找答案。

扩容相关的属性：

/**
 * 底层数据结构：节点数组
 */
transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
/**
 * 当前元素的个数
 */
transient int size;
/**
* 临界值，创建集合时，如果指定集合大小为 5，那么 threshold = 5，否则默认值为 16，详见
* public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) 构造器
*/
int threshold;

调试代码如下

HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    map.put(i, i);    // @1
}

在@1处打断点，进入put方法，发现key和value不是我们预期的值，key是java.security.ProtectionDomain对象，value是Object对象，我们在@2处打断点，直接跳到下一个断点处，此时又跳到了@2的断点处，这时候的key和value才是我们预期的值。

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {    // @2
        inflateTable(threshold);
    }
    ... 省略了部分代码
    addEntry(hash, key, value, i);    // @3
    return null;
}

第一次调用put方法是由JVM主动调用的，并且只会调用，之后不管你创建多少个Map，调用了多少次put方法，JVM都不再调用。
第二次调用时，if (table == EMPTY_TABLE)为真，进入inflateTable方法，参数为threshold，创建集合时 threshold 的默认值为16，如果指定了集合大小，threshold值为集合大小。

private void inflateTable(int toSize) {
    int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);    // @4
    threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);    // @5
    table = new Entry[capacity];    // @6
    ... 省略了部分代码
}

断点@4是计算容器的真实容量，例如我们指定集合大小为5，那么真实容量为8。真实容量 X 的规则：

1. X > 5
2. X 是 2 的次幂，并且是第一个大于 5 的数

断点@5是计算下次扩容的 threshold 的临界值，threshold = 6

断点@6初始化容器 table

我们再回到断点@3 addEntry 方法，此处是将数据存储到 table 数组中

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {    // @7
        resize(2 * table.length);
        ... 省略了部分代码
    }
    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}

断点@7处校验是否达到扩容的条件，当且仅当满足下面这两条，才需要扩容

1. 当前元素个数 size 大于临界值 threshold，在断点@5处计算的threshold = 6
2. table[bucketIndex] 不为 null，bucketIndex是元素key计算的数组下标

由上可知，观点二是正确的，即：集合初始化时，指定集合初始值大小，不需要手动计算。