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。
将对向放入到HashMap 或 HashSet 中时，有两个方法需要特别关心：hashCode() 和 equals()。hashCode() 方法决定了对象会被放到哪个bucket里，当多个对象的哈希值冲突时，equals() 方法决定了这些对象是否是“同一个对象”。所以，如果要将自定义的对象放入到HashMap 或 HashSet 中，需要@Override hashCode() 和 equals() 方法。
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<K,V> getEntry(Object key) {
......
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
for (Entry<K,V> 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。
// addEntry()
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);// 自动扩容，并重新哈希
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = hash & (table.length - 1);// hash%table.length
}
// 在冲突链表头部插入新的entry
Entry<K, V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}
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<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
......
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
// hash&(table.length-1)
int i = indexFor(hash, table.length);
// 得到冲突链表
Entry<K,V> prev = table[i];
Entry<K,V> e = prev;
// 遍历冲突链表
while (e != null) {
Entry<K,V> next = e.next;
Object k;
// 找到要删除的entry
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
modCount++; size--;
// 删除的是冲突链表的第一个entry
if (prev == e)
table[i] = next;
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<E>
{
......
// HashSet里面有一个HashMap
private transient HashMap<E,Object> map;
// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
private static final Object PRESENT = new Object();
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
......
// 简单的方法转换
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT) == null;
}
......
}
原文地址：
https://github.com/CarpenterLee/JCFInternals/blob/master/markdown/6-HashSet%20and%20HashMap.md
