HashSet底层源码

结论

1. HashSet底层是HashMap
2. 添加一个元素时，先得到hash值，会转成索引值
3. 找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经存在的有元素
4. 如果没有，直接加入
5. 如果有，调用equals比较，如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后
6. 在Java8中，如果一条链表的元素个数超过TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且table的大小大于等于 MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认是64），就会转成红黑树。

继承体系

源码解读

1、构造函数，底层使用HashMap

public HashSet() {
     map = new HashMap<>();
}

2、add方法，调用到HashMap的put方法

public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

3、执行put方法，key是传入参数，value是一个Object对象，占位，不放东西，始终不变

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

4、计算hash值，得到key对应的hash值，并不等同于hashcode

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

5、进入putval方法

    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;  //定义辅助变量
        // if语句表示如果当前table是null，或者大小为0，进行第一次扩容，到16个空间
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        // 根据key，得到的hash值，计算key应该存放到table表的哪个索引位置，并把这个位置的对象赋值给 p
        // 判断 p 是否为空，如果为空表示还没放置过元素，就创建一个Node
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {  //如果p 不为空，证明已经放置过元素
            Node<K,V> e; K k;
            // 如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值相同
            // 并且满足准备加入的 key 和 p 指向的Node节点的key是同一个对象  或者 内容相同
            // 不能加入
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            // 再判断 p 是不是红黑树
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);  //如果是红黑树，调用putTreeVal添加
            else {
                //如果table对应的索引位置是一个链表，遍历链表进行判断
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) { // 依次和该链表的每一个元素比较后都不相同，则加入到该链表的最后
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        //添加到链表之后，立即判断该链表是否已经达到8个结点，达到了8个节点进行树化
                        // 是否真的树化，还需要判断表的长度是否超过64，小于64只是进行数组的扩容
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    // 依次比较，如果有相同的直接break
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            // 如果存在该值就会返回旧值
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        //size是每加入一个结点，size就会加一
        if (++size > threshold)   //判断是否扩容
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);  //子类使用，HashMap是一个空方法
        return null;
    }

扩容机制

HashSet底层是HashMap，第一次添加的时候，table数组扩容到16，临界值是16*加载因子（默认是0.75），到达临界值进行扩容