转载自：http://www.blogjava.net/CarpenterLee/archive/2016/04/27/430268.html

总体介绍

之所以把HashSet和HashMap放在一起讲解，是因为二者在Java里有着相同的实现，前者仅仅是对后者做了一层包装，也就是说HashSet里面有一个HashMap（适配器模式）。因此本文将重点分析HashMap。

HashMap实现了Map接口，允许放入null元素，除该类未实现同步外，其余跟Hashtable大致相同，跟TreeMap不同，该容器不保证元素顺序，根据需要该容器可能会对元素重新哈希，元素的顺序也会被重新打散，因此不同时间迭代同一个HashMap的顺序可能会不同。
根据对冲突的处理方式不同，哈希表有两种实现方式，一种开放地址方式（Open addressing），另一种是冲突链表方式（Separate chaining with linked lists）。Java HashMap采用的是冲突链表方式。

从上图容易看出，如果选择合适的哈希函数，put()和get()方法可以在常数时间内完成。但在对HashMap进行迭代时，需要遍历整个table以及后面跟的冲突链表。因此对于迭代比较频繁的场景，不宜将HashMap的初始大小设的过大。

有两个参数可以影响HashMap的性能：初始容量（inital capacity）和负载系数（load factor）。初始容量指定了初始table的大小，负载系数用来指定自动扩容的临界值。当entry的数量超过capacity*load_factor时，容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景，将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

方法剖析

get()

get(Object key)方法根据指定的key值返回对应的value，该方法调用了getEntry(Object key)得到相应的entry，然后返回entry.getValue()。因此getEntry()是算法的核心。
算法思想是首先通过hash()函数得到对应bucket的下标，然后依次遍历冲突链表，通过key.equals(k)方法来判断是否是要找的那个entry。

上图中hash(k)&(table.length-1)等价于hash(k)%table.length，原因是HashMap要求table.length必须是2的指数，因此table.length-1就是二进制低位全是1，跟hash(k)相与会将哈希值的高位全抹掉，剩下的就是余数了。

// getEntry()方法
final Entry getEntry(Object key) {
    
     int hash = (key ==  null) ? 0 : hash(key);
     for (Entry e = table[hash&(table.length-1)]; // 得到冲突链表
         e !=  null; e = e.next) { // 依次遍历冲突链表中的每个entry
        Object k;
         // 依据equals()方法判断是否相等
         if (e.hash == hash &&
            ((k = e.key) == key || (key !=  null && key.equals(k))))
             return e;
    }
     return  null;
}

put()

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找，看是否包含该元组，如果已经包含则直接返回，查找过程类似于getEntry()方法；如果没有找到，则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry，插入方式为头插法。

remove()

remove(Object key)的作用是删除key值对应的entry，该方法的具体逻辑是在removeEntryForKey(Object key)里实现的。removeEntryForKey()方法会首先找到key值对应的entry，然后删除该entry（修改链表的相应指针）。查找过程跟getEntry()过程类似。

// removeEntryForKey() final Entry removeEntryForKey(Object key) {          int hash = (key ==  null) ? 0 : hash(key);     int i = indexFor(hash, table.length); // hash&(table.length-1)     Entry prev = table[i]; // 得到冲突链表     Entry e = prev;     while (e !=  null) { // 遍历冲突链表         Entry next = e.next;        Object k;         if (e.hash == hash &&            ((k = e.key) == key || (key !=  null && key.equals(k)))) { // 找到要删除的entry             modCount++; size--;             if (prev == e) table[i] = next; // 删除的是冲突链表的第一个entry              else prev.next = next;             return e;        }        prev = e; e = next;    }     return e;}

HashSet

前面已经说过HashSet是对HashMap的简单包装，对HashSet的函数调用都会转换成合适的HashMap方法，因此HashSet的实现非常简单，只有不到300行代码。这里不再赘述。

// HashSet是对HashMap的简单包装
public  class HashSet
{
    
     private  transient HashMap map; // HashSet里面有一个HashMap
     //  Dummy value to associate with an Object in the backing Map
     private  static  final Object PRESENT =  new Object();
     public HashSet() {
        map =  new HashMap<>();
    }
    
     public  boolean add(E e) { // 简单的方法转换
         return map.put(e, PRESENT)== null;
    }
    
}