关于HashMap的扩容机制和及其算法的一些思考

一、前言

本文为HashMap源码记录篇幅之一，引用了部分基础知识的URL，侵删

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二 、基础

1 位运算

• "<<<" ：无符号左移动三位，

  8-> 0000 1000 左移动三位 0100 0000=2^6= 32

• ">>>": 无符号右移动三位

  8-> 0000 1000 右移动三位 0000 0001 =2^0=1

• "|=" : 或等于

  有1则为1 ，反之为0。

  例： 0000 1000

  右移三位得 0000 0001

  = 0000 1001=9

三 解析

/**
 * The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
 * by either of the constructors with arguments.
 最大容量，如果隐式指定更高的值，则使用该容量
 * MUST be a power of two <= 1<<30.
 * 必须是两个<= 1 << 30的幂。
 */
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

static int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        //>>>二进制无符号右移
        //|= n 的二进制 有1则为1， 否则为0
        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;
    }

四 情况

1. cap<=0000 0100 假设为4，减1后为 0000 0011

    n |= n >>> 1;
   

   1. 3>>1=0000 0001=1
   2. 3|=1 ->0000 0011|=0000 0001=0000 0011=3

   右移大于1位时，则右移后的数字为0。与原值进行|= 运算无意义，因此不做详解。

   结论，等于cap<=4即cap<=0000 0100 cap不做变更，为原值。

2. cap>=0000 0100 假设cap=35 减1后为34 -> 0010 0010

   n |= n >>> 1;
   

1. n=cap-1=34
2. n -> 0010 0010
3. n>>>1= 0001 0001
4. 0010 0010 ｜= 0001 0001 得出 0011 0011 ->32+16+2+1=41=n

 n |= n >>> 2;

1. 0011 0011>>>2 -> 0000 1100
2. 0011 0011 |= 0000 1100=0011 1111
3. n= 63

n |= n >>> 4;

1. 0011 1111 >>>4 得到 0000 1111
2. 0011 1111 |= 0000 1111 得到 0011 1111
3. n=63

………………

右移大于8位，右移后的数值为0 ，进行｜= 运算为左侧（n）值，此时无意义，更大数字可以进行尝试，结论一致。

(n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;

n+1=64

五 结论

• 等于cap<=4即cap<=0000 0100 cap不做变更，为原值。

• cap大于等于4 二进制为0000 0100 ，向上取值，其二进制数最终结果为其去除补位0后，最高位为1的位置为起始点，后续数值转换为1。比如：传入cap=5 n=cap-1=4->0100 右移一位得 0010 ｜= 0110 然后

• 1. n=cap-1=4 0100
  2. n>>>1. 0010
  3. n|=0010 0110
  4. n>>>2 0001
  5. n|=0001 0111
  6. 得出结果，7
  7. cap=n+1=8