HashMap中tableSizeFor方法源码解析

HashMap中tableSizeFor()方法源码解析

最新推荐文章于 2025-02-19 21:22:28 发布

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本文主要解析了HashMap中的tableSizeFor()方法源码。该方法在HashMap初始化时，将传入的初始容量修改为2的n次幂。通过二进制位运算，将cap转换为二进制，找到第一个不为零的位，最终得到大于等于cap的最小2的幂。还对移位运算的次数、移位前减一的原因等进行了解释。

简单讲一下HashMap中的tableSizeFor()方法的源码，在看源码之前要先知道HashMap的一些特性，例如：HashMap的容量只能是2的幂，最大容量是1<<30

tableSizeFor()的作用是，在HashMap进行给定初始容量的初始化时，将传入的参数（初始容量）修改为2的n次幂，以此来保证HashMap的容量只会是2的幂。也就是说如果传入的参数为x，那么调用该方法应该返回一个大于等于x的最小的2的幂。

下面直接看源码：

    /**
     * Returns a power of two size for the given target capacity.
     */
    static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

刚开始看的时候一脸懵逼，全是位运算，完全不知道这写的是什么鬼。不过知道方法的作用之后再反过来推导就简单多了。

我们知道这个方法最后要返回的是一个大于等于cap这个变量的一个最小的2的幂。又知道是用二进制位运算实现的。那我们就可以把问题理解成：将cap转换为二进制，并且找到它从左往右数第一个不为零的位，如果第一个不为零的位代表的是2的n次幂，那么方法的返回值就应该是2的n+1次幂。

   那么这一堆位运算是怎样得到大于等于cap这个变量的一个最小的2的幂的呢？在思考这个之前，我们先来看一下几个问题：
       1.为什么第x次移位运算移的位数都是上一次的两倍？
       2.为什么进行了5次移位之后就停止了？
       3.移位之前为什么要先减一？
   不多bb，直接看下面：



	                    // 10000000 00000000 00000000 00000000
        n |= n >>> 1;       // 11000000 00000000 00000000 00000000
        n |= n >>> 2;       // 11110000 00000000 00000000 00000000
        n |= n >>> 4;       // 11111111 00000000 00000000 00000000
        n |= n >>> 8;       // 11111111 11111111 00000000 00000000
        n |= n >>> 16;      // 11111111 11111111 11111111 11111111

我们只关心从左边数第一个不为零的位，其他的位是1是0都不重要。n |= n >>> 1之后可以确保，从左边数第一个不为零的位开始前两位都是1，n |= n >>> 2之后可以确保前四位都是1。以此类推，最后得到的就是从第一个不为零的位开始全为1的数，再将这个数+1就可以得到大于等于cap这个变量的最小的2的幂了。

看到这里，上面的那三个问题也应该明白了吧。

   这个 n |= n >>> 1运算有点像是复制，右移1位在做按位或运算可以得到两位1，然后两位一起右移得到四位1。。。。。。最后就全是1了。如果移位的位数小于上一次的两倍，那么在进行或运算的时候就会有“重叠”的部分，效率低。如果移位的位数大于上一次的两倍，那么就会有“漏掉”的部分，就不能确保最后一定全是1。

   移位5次就停止是因为HashMap最大容量是1<<30 （2的30次方），是一个int型数据。在java中int型是4个字节也就是32位，除去符号位就是31位，进行5次移位之后已经足以保证31位全为1了。

   为什么移位之前先减一？找几个数代进去试试啊。如果传入的参数刚好是2的x次幂，如果不减1计算结果就是2的x+1次幂，显然不对。

最近找了一个实习，没课的时候都在写公司给的项目。这篇博客写到一半之后拖了好久没写，写的可能有点思路不连贯，如果有不对的地方欢迎大佬指正。

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