HashMap扩容大小为什么是2的幂

1、前言

  在回答这个问题之前，我们可以回顾一下HashMap的存取过程，当执行putVal的操作的时候，

• 首先检查大小，看是否需要扩容（默认元素超过最大值的0.75时扩容），如果需要扩容就进行扩容

• 然后计算出key的hashcode，根据hashcode定位数值所在的bucketIndex

• 如果该位置上没有元素，就直接插入，结束

• 如果该位置上有元素就使用equal比较是否相同

• 如果key相同就把新的value替换旧的value,结束

• 如果key不同，就继续遍历，找到根节点，如果没找到key的话，就构造一个新的节点，然后把节点插入到链表尾部，表示put成功（jdk 1.8 之后链表长度超过阈值就会转化为红黑树）

2、详解

  好了，一个put操作就这样完成了，按照我们理想的状况，hashMap的存取就是O（1），也就是直接根据hashcode就可以找到它，每个bucket只存储一个节点，链表指向都是null,这样就比较开心了，不要出现一个链表很长的情况。

  所以我们希望它能分布的均匀一点，如果让我们设计的话，我们肯定是直接对长度取模-----hashcode % length,但HashMap的设计者却不是这样写的，它写成了2进制运算，如下：

static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

index = (n - 1) & hash

  为什么设计成(n - 1) & hash 这样呢？在 n 为 2次幂的情况下时，(n - 1) & hash ≈ hash % n ,因为2进制的运算速度远远高于取模，所以就使用了这种方式，所以要求为2的幂。

  我们可以看到它求hash的过程，将32位的hashCode值向右移动16位，高位补0，也就是只要了高16位，这是为什么呢？因为hashcode的计算方法导致哈希值的差异主要在高位，而 (n - 1) & hash是忽略了容量以上的高位的，所以 使用h >>>16就是为了避免类似情况的哈希冲突