HashMap,HashSet，Hashtable以及TreeMap的原理和区别

1.HashMap：HashMap是一个数组和链表的结合体（在数据结构称“链表散列“），当我们往hashMap中put元素的时候，先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。如果这个元素所在的位子上已经存放有其他元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。HashMap实现了Map接口，继承AbstractMap，它是基于哈希表的Map接口的实现(保证键的唯一性)，以key-value的形式存在。

构造方法cv	描述
HashMap()	构造一个具有默认初始容量 (16) 和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap
HashMap(intinitialCapacity)	构造一个带指定初始容量和默认加载因子 (0.75)的空 HashMap
HashMap(intinitialCapacity, floatloadFactor)	构造一个带指定初始容量和加载因子的空 HashMap

  初始容量：表示哈希表中桶的数量，初始容量是创建哈希表时的容量，就是集合的容量

  加载因子：哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度，它衡量的是一个散列表的空间的使用程度，负载因子越大表示散列表的装填程度越高，反之愈小.

 

HashMap结构：

一开始有少量的 HashBucket，当程序试图将一个key-value(Entry) 放入HashMap中时，程序首先根据该key 的 hashCode()返回值决定该 Entry 的Bucket位置，如果该Bucket为空，直接存放入该Bucket；

如果该Bucket不为空，使用equals 比较两个Entry的 Key；

if(true){新 value将覆盖Entry 原 value，key不变}

if(false){新 Entry将与Bucket中原Entry形成 Entry链，而且新Entry位于 Entry 链的头部}

按照以上规则，不断向HashMap中添加元素，

空间会不会不够用？

一个桶里拜访的东西太多，找起来的性能？

如果已存放的 entry数超过 threshold临界值，

   threshold = 总Bucket数的loadFactor倍(默认值0.75),

则会动态扩容 Bucket(默认值为2倍原总数)，

并将 Bucket 中 Entry 重新排列 。以此类推

2.HashSet：

每次存储对象的时候, 调用对象的hashCode()方法,计算一个哈希值.

在集合中查找是否包含哈希值相同的元素.
如果没有哈希值相同元素, 直接存入.
如果有哈希值相同的元素, 逐个使用equals()方法比较
比较结果全为false就存入.
如果比较结果有true则不存.

HashSet内部就是使用Hashmap实现的，和Hashmap不同的是它不需要Key和Value两个值。        

往hashset中插入对象其实只不过是内部做了

            public boolean add(Object o) {

                      return map.put(o, PRESENT)==null;
            }

3.Hashtable：HashTable基于Dictionary类，是Map接口的一个实现类，Hashtable和HashMap它们两个内部实现方式的数组的初始大小和扩容的方式。HashTable中hash数组默认大小是11，增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash数组的默认大小是16，而且一定是2的指数。

4.TreeMap：

基于红黑树（Red-Blacktree）的NavigableMap实现。该映射根据其键的自然顺序进行排序，

或者根据创建映射时提供的Comparator进行排序，具体取决于使用的构造方法

TreeMap   继承于 AbstractMap ，所以它是一个 Map ，即一个 key-value 集合

TreeMap 实现了 Cloneable 接口，意味着它能被 克隆

TreeMap 实现了 Java .io.Serializable 接口，意味着它支持序列化
TreeMap按默认的自然排序的升序进行排序

区别：
1.HashMap，TreeMap，Hashtable都是按照键值对使用put(key，value)方法存储对象的，而HashSet存储的是对象本身，使用add(e)方法添加元素对象的。HashMap的key和Value可以为空，HashTable的key和Value都不允许为空，TreeMap的key和Value都可以为空，但是key不可以是null,value值可以是null。
2.继承方式不同，HashMap继承的是AbstractMap ，HashTable继承的是Dictionary，HashSet继承的是AbstractSet，TreeMap继承的是AbstractMap。
3.HashTable是线程同步的，其他均是非线程同步的
4.遍历的方式不同，Hashtable、HashMap都使用了 Iterator，但是HashSet还实现了Enumeration的方式。
5.hashSet不允许存储重复的值，其他map型存储元素时，key值必须唯一，value值可重复

6.哈希值的使用不同，HashTable直接使用对象的hashCode，如下：

 　　int hash = key.hashCode();
      int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

   而HashMap使用键对象重新计算hash值，而且用 与代替求模。HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个对象不同的话，那么返回false。

7.TreeMap可以对数据进行排序有两种方法，一是实现Comparable接口，二是重写new Comparator（）中的方法。其他的数据排序是无序的。