HashMap源码解析（1）—— tableSizeFor

本文主要介绍，HashMap源码解析中的一小部分(JDK 1.8版本)。 构造函数里使用的tableSizeFor函数

从这个构造函数说起——Map map = new HashMap<>(20, 0.75f);

    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

这源码中的构造函数不复杂，先看看里面的 tableSizeFor 函数

	/**
     * Returns a power of two size for the given target capacity.
     * 上面那句英文翻译下，大概意思是：返回指定容量的 二的n次方
     */
    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;
    }

我第一眼看上去，很晕，相信我并不孤独，大多数人看起来都晕。

先说下这个函数的效果。输入3、4、5 都返回 8。 输入 11、12、13都返回16，输入200、210、220都返回256。

即输入值为 x，返回值 y 是 : 满足 y = 2^k >= x，k取最小值时。

这个看明白之后，咱解释下源码是怎么实现的。分两步讲

第一步： ---- 右移位

        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;

这一段的效果，一个 int 型，不包括符号位，1之后的0，全部改成1。比如 n=129

        int n = 129;
        System.out.println("n:  " + Integer.toBinaryString(n));
        int x = n >>> 1;
        System.out.println("x:  " + Integer.toBinaryString(x));
        n |= n >>> 1;
        System.out.println("n |= n >>> 1  :" + Integer.toBinaryString(n));
        n |= n >>> 2;
        System.out.println("n |= n >>> 2  :" + Integer.toBinaryString(n ));
        n |= n >>> 4;
        System.out.println("n |= n >>> 4  :" + Integer.toBinaryString(n));
        n |= n >>> 8;
        System.out.println("n |= n >>> 8  :" + Integer.toBinaryString(n));
        n |= n >>> 16;
        System.out.println("n |= n >>> 16 :" + Integer.toBinaryString(n));
-----------------------运行结果------------------------------------------
		n:  10000001
		x:  1000000
		n |= n >>> 1  :11000001
		n |= n >>> 2  :11110001
		n |= n >>> 4  :11111111
		n |= n >>> 8  :11111111
		n |= n >>> 16 :11111111

1000 0001 ---- 129 的二进制
0100 0000 ---- 右移1位：
1100 0001 ---- “|”运算结果
“|”运算的定义就是，只要有其中一个是1，结果就是1。
对于129来说，对于二进制的第一个1，经过n |= n >>> 1 后，第一个1后面那一位，一定变成1。（这句不懂，把上面的例子再看看。），即有两个1了。
经过n |= n >>> 2 之后，刚刚说的那两个1 就变成 4个1了，依次类推。

int 型，总共 32位，经过这 n |= n >>> 1 到 n |= n >>> 16 之后，肯定可以达到这样的结果，从第一个 1之后，所有位上的数字都会变成1。

第二步 ---- 开头的减 1 与最后的加1;

int n = cap - 1;

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

如果 cap = 2^k 那减 1 之后，有效的二进制位，会减小一位，比如 8 的二进制是1000 ， 8 -1 = 7，7的二进制是 0111。经过中间的几步后，最后加1，那还是等于8。

即输入 2^k 输出 2^k

如果 2^k > cap > 2^k-1 , cap 减 1 之后，有效的二进制位不变，经过中间几步，所有二进制位都变成1，最后加 1 ，二进制位会多一位.。

比如上面提到的 129，进制是：1000 0001 ，经过中间几步，就变成 1111 1111，
加1，就变成 1 0000 0000 即 2⁸ = 256

即输入cap，输出 2^k

到此，tableSizeFor 函数就解析完了，如果还有些不清楚，那在代码中代入一个数字，跑几次，再想想。这个函数，代码不好理解，能写出这代码的，一定是大神。