HashMap 的默認大小是 16，這個默認值是可以設置的。如果事先知道具體的例子，可以修改默認初始大小，減少動態擴容的次數，提高性能。修改默認初始大小的值時，比如你設置了 500，那么不會真就使用 500 這個值，而可能會使用 512 這種是 2 的冪的值。

為什么要設置是 2 的冪的值？這個跟下面的 index 的值計算有關，請看第 4 點。

最大的裝載因子為 0.75，當裝載因子超過這個值是就會擴容，每次擴容都會擴容為原來的兩倍大小。

那么為什么裝載因子是 0.75 呢？經研究顯示，負載因子是0.75的時候，空間利用率比較高，而且避免了相當多的 Hash 沖突，使得底層的鏈表或者是紅黑樹的高度比較低，提升了空間效率。

為啥是擴容為原來的兩倍呢？這個具體請看第 4 點。

采用鏈表法來解決沖突，之后再 JDK1.8 中引入了紅黑數，主要鏈表長度太長（默認超過8）時，鏈表就轉換為紅黑樹。當少于 6 時，又將紅黑樹轉換為鏈表，因為紅黑樹要維護平衡，比起鏈表性能上的優勢并不會特別明顯。

那么為什么在少于 6 的時候而不是 8 的時候才將紅黑樹轉換為鏈表呢？假設設計成大于 8 時鏈表轉換為紅黑樹，小于 8 的時候又轉換為鏈表。如果一個 hashmap 不停的插入、刪除。hashmap 中的個數不停地在 8 徘徊，那么就會頻繁的發生鏈表和紅黑樹之間轉換，效率非常低。因此，6 和 8 之間來一個過渡值可以減緩這種情況造成的影響。

散列值的獲取分兩步走：

// 1. hash 值的計算
static final int hash(Object key) {
    int hash;
    return key == null ? 0 : (hash = key.hashCode()) ^ hash >>> 16;
}

// 2. 插入/查找的時候，計算 key 應該被映射到散列表的什么位置
int index = hash(key) & (capacity - 1)    

其中方法 hashcode() 返回的是 Java 對象的 hash_code，這是一個 int 類型的值（32 位）。那么為什么在拿到這個值之后，還需要將自己右移 16 位與自己進行異或呢？因為容量較小的時候，在計算 index 那邊，真正用到的其實就只有低幾位，假如不融合高低位，那么假設 hashcode() 返回的值都是高位的變動的話，那么很容易造成散列的值都是同一個。但是，假如將高位和低位融合之后，高位的數據變動會最終影響到 index 的變換，所以依然可以保持散列的隨機性。

那么在計算 index 的時候，為什么不使用 hash(key) % capacity 呢？這是因為移位運算相比取余運算會更快。那么為什么 hash(key) & (capacity - 1) 也可以呢？這是因為在 B 是 2 的冪情況下：A % B = A & (B - 1)。如果 A 和 B 進行取余，其實相當于把 A 那些不能被 B 整除的部分保留下來。從二進制的方式來看，其實就是把 A 的低位給保留了下來。B-1 相當于一個“低位掩碼”，而與的操作結果就是散列值的高位全部置為 0 ，只保留低位，而低位正好是取余之后的值。我們取個例子，A = 24，B =16，那么 A%B=8，從二進制角度來看 A =11000 ，B = 10000。A 中不能被 B 整除的部分其實就是 1000 這個部分。接下去，我們需要將這部分保留下來的話，其實就是使用 01111 這個掩碼并跟 A 進行與操作，即可將1000 保留下來，作為 index 的值。而 01111 這個值又等于 B-1。所以 A &（B-1）= A%B。但是這個前提是 B 的容量是 2 的冪，那么如何保證呢？我們可以看到，在設置初始大小的時候，無論你設置了多少，都會被轉換為 2 的冪的一個數。之外，擴容的時候也是按照 2 倍進行擴容的。所以 B 的值是 2 的冪是沒問題的。