探究HashMap源码中最大容量为什么是2的30次方(1＜＜30)?
探究HashMap源码中最大容量为什么是2的30次方(1＜＜30)?
关于HashMap的详解文章请移步：
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在阅读hashmap的源码过程中，我看到了关于hashmap最大容量的限制，并产生了一丝疑问。
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
* by either of the constructors with arguments.
* MUST be a power of two <= 1<<30.
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;为啥最大容量是 1 << 30?超过会怎么办？ 有个面试题： HashMap最大容量是多少？ 如果你答2的30次方，面试官极有可能追问： 真的吗？ 假的！这是默认的最大阈值容量，实际上是什么样？ 让我们往下看
为什么是30
首先是 << 这个操作符必须要理解 在一般情况下 1 << x 等于 2^x。这是左移操作符，对二进制进行左移。 右移正好相反，换句话说就是右移缩小两倍，左移扩大两倍 来看1 << 30。它代表将1左移30位，也就是0010…0
- int类型是32位整型，占4个字节。
- Java的原始类型里没有无符号类型。 -->所以首位是符号位 正数为0，负数为1
- java中存放的是补码，1左移31位的为 16进制的0x80000000代表的是-2147483648–>所以最大只能是30
为什么是1<<30
那为什么是 1 << 30，而不是0x7fffffff即Integer.MAX_VALUE
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
* by either of the constructors with arguments.
* MUST be a power of two <= 1<<30.
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;翻译一下大概就是：如果构造函数传入的值大于该数 ，那么替换成该数。 就是初始化的时候，如果容量超过这个数，就替换成该数 我们看看构造函数的调用：
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0) //如果初始容量小于0，抛出异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) //如果初始容量超过最大容量（1<<32）
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; //则使用最大容量作为初始容量
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) //如果负载因子小于等于0或者不是数字，则抛出异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor; //把负载因子赋值给成员变量loadFactor
//调用tableSizeFor方法计算出不小于initialCapacity的最小的2的幂的结果，并赋给成员变量threshold
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}其中这一句：
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;如果我要存的数目大于 MAXIMUM_CAPACITY，你还把我的容量缩小成 MAXIMUM_CAPACITY？
别急，继续看：在扩容resize()方法中有一句：
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}在这里我们可以看到其实 hashmap的“最大容量“是Integer.MAX_VALUE，即int的最大值
上面那个面试题知道怎么说了吗，那是默认最大值，如果超过，最大容量其实是int的最大值
为什么容量总能是2的次幂
MAXIMUM_CAPACITY作为一个2的幂方中最大值，这个值的作用涉及的比较广。其中有一点比较重要的是在hashmap中容量会确保是 2的k次方，即使你传入的初始容量不是 2的k次方，tableSizeFor()方法也会将你的容量置为 2的k次方。这时候MAX_VALUE就代表了最大的容量值。
/**
* Returns a power of two size for the given target capacity.
*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1; //容量减1，为了防止初始化容量已经是2的幂的情况，最后有+1运算。
n |= n >>> 1; //将n无符号右移一位再与n做或操作
n |= n >>> 2; //将n无符号右移两位再与n做或操作
n |= n >>> 4; //将n无符号右移四位再与n做或操作
n |= n >>> 8; //将n无符号右移八位再与n做或操作
n |= n >>> 16; //将n无符号右移十六位再与n做或操作
//如果入参cap为小于或等于0的数，那么经过cap-1之后n为负数，n经过无符号右移和或操作后仍未负
//数,所以如果n<0,则返回1;如果n大于或等于最大容量，则返回最大容量;否则返回n+1
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}这个方法就是获取离你容量最近的一个2的次幂
threshold阈值
另外还有一点就是threshold，如果对hashmap有一点了解的人都会知道threshold = 初始容量 * 加载因子。也就是扩容的 门槛。相当于实际使用的容量。而扩容都是翻倍的扩容。那么当容量到达MAXIMUM_CAPACITY，这时候再扩容就是 1 << 31 整型溢出。所以Integer.MAX_VALUE作为最终的容量，但是是一个threshold的身份。
腾讯云开发者
