HashMap（HashSet）的实现

0. HashMap（TreeMAP）、HashSet、HashTable 的关系

• HashMap 的底层则维护着 Node<K, V>[] table; 一个一维数组用于快速访问（只在初次使用时进行初始化，当需要扩容时，When allocated, length is always a power of two.）

  static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
          final int hash;          // 此处的 hash 相当于 bucket
          final K key;
          V value;
          Node<K,V> next;          // 每个节点均链接着一个链表；

  在调用 get 方法返回该 key 对应的 value 时，先根据 key 对应的 hash 找到 bucket

  if ( (tab = table) != null &&
          (n = tab.length) > 0 &&
          (first = tab[(n - 1) & hash]) != null)
  {
      if (first.hash == hash && // always check first node
              ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
                  return first;      // 找到直接返回
              }
              // 否则遍历其链表
      if ( (e = first.next) != null) {
          do {
              ....
          } while ((e = e.next) != null);
      }
  }

• HashMap 在解决冲突时，采用的是冲突链表（Separate chaining with linked lists）的方式；

• HashSet 与 HashMap 有着相同的实现，HashSet 底层维护着一个 HashMap 对象，通过适配器模式是对 HashMap 的进一步封装（限制）
• 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
• 与 TreeMap 相比，TreeMap 是有序的；

1. HashMap 的实现

• 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，也叫装填因子）。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（size）超过capacity*load_factor时，容器将自动扩容并重新哈希。
• hashCode() 与 equals() 方法：
  
  • 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”

2. 散列（hash）的一些细节

如果 hashCode 是负数会怎样？负索引可不是你想要的。因此，一个改进的哈希公式会移出符号位（符号为同 0 相与），然后再用取模（即 %）运算符计算剩余部分。

(123  & 0x7FFFFFFF) % 20 = 3
(456 & 0x7FFFFFFF) % 20 = 16

references

• Java HashSet和HashMap源码剖析