概述
- HashSet实现了Set接口
HashSet实际上是HashMap- 可以存放null值，但是只能是一个null
- HashSet存放元素的顺序和取出顺序不一致
- 不能有重复元素/对象
HashSet源码解读
代码示例
public class HashSetSource {public static void main(String[] args) {HashSet hashSet = new HashSet();hashSet.add("java");//第一次add分析hashSet.add("php");hashSet.add("java");System.out.println(hashSet);}}
1、执行 HashSet()
//从这里可以看出HashSet底层其实就是一个HashMap
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
//这是整个HashMap最妙的代码了
//他会找到比初始值大的离初始值最近的2的次方的数，给桶数组初始化
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
2、指定装载因子的值
//指定装载因子为0.75，后面桶数组到达75%就会进行扩容
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
3、执行public boolean add(E e); 方法
e 就是字符串常量 java，PRESENT起到的是一个占位的作用
/*
add带着要添加的值e和PRESENT调用put方法
PRESENT起到的是一个占位的作用
private static final Object PRESENT = new Object();
*/
public boolean add(E e) {
//可以看出put如果返回null即添加成功，否则添加失败
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
4、执行public V put(K key, V value); 方法
方法会执行hash(key)，得到key对应的的hash值
public V put(K key, V value) {
//先调用hash()方法去计算K的哈希值对应桶数组的索引值
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
5、执行static final int hash(Object key);方法
这其中
key = "java"value = PRESENT，其实key是永远变化的，但是value是不变的，一直是PRESENT
static final int hash(Object key) {
int h;
//如果key值为null则返回0，不为null调用hashCode()方法计算key的哈希值，然后无符号向右移16位，得到对应桶数组的索引值（防止hash冲突 尽量让不同的key的得到不同的hash值）
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
6、执行inal V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict)方法（重点）
putVal方法有四个参数int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict hash：是要添加元素的hash值也就是参数key的hash（并不玩完全等同于hashcode方法的结果值）经过hash（）方法得到该值 key：要添加的元素 value：静态常量 evict：afterNodeInsertion()方法的参数 afterNodeInsertion(evict);对于hashmap是个空方法 什么都没干 是留给子类实现的方法
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
//定义了一些临时变量
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
/*
table 就是HashMap的一个数组，类型是Node[]
if语句表示如果当前table是null，或者大小 = 0
就是第一次扩容，得到16个空间
因为是第一次添加，所以此时的table一定为空，所以会进入到 resize()方法中，给桶数组指定初始容量。
resize()方法见下一个代码块
*/
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
/*
1、根据key得到hash 去计算该key应该存放到table表的那个索引位置，并把这个位置的对象，赋值给p
2、判断p 是否为空
2.1 如果p为null，表示还没有存放元素，就创建一个Node(key= "java", value = PRESENT)
2.2 如果p不为空，就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)
*/
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;//一个开发技巧提示:在需要局部变量（辅助变量）时候，在创建
/*
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值一样
并且满足 下面两个条件之一
1、准备加入的 key 和 p 指向的 Node 结点的 key 是同一个对象
2、p 指向的 Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较厚相同
就不能加入
*/
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
/*
在判断p 是不是一颗红黑树
如果是一颗红黑树，就调用putTreeVal来进行添加
*/
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
/*
如果table对应索引位置，以及是一个链表，就使用for循环比较
1、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
注意：在把元素条件到链表后，立即判断，该链表是否已经到达8个结点，就调用treeifyBin()对当前这个链表进行树化（转成红黑树）
注意: 在转成红黑树，要进行判断：如果该table数组大小< 64 ，则先对table进行扩容，如果>64才会转成红黑树
（转成红黑树：需要2个条件：table到达8个结点且table数组大于64）
2、依次和该链表的每一个元素比较过程中，如果有相同情况，就直接break
*/
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
7、执行final Node<K,V>[] resize();方法
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
//如果旧的数组容量不为零，且大于最大容量，就直接把最大容量当成阈值，然后返回旧容量
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
//如果小于最大容量，就把旧容量左移一位，也就是扩大两倍然后赋值给新容量，且阈值也扩大为原来的两倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
//如果旧容量小于等于零，就把旧阈值赋值给新容量
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
//如果旧容量和阈值都为零，也就是第一次添加数据的时候，指定新容量为16，新阈值为容量的75%
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
//将新阈值赋值给阈值
threshold = newThr;
//到此所有的参数都准备好了，开始new桶数组
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
//定义一个容量为newCap的新的桶数组
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
//以下是拆分链表的方法
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
//桶中只有一个节点，直接放入新桶中
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
//如果桶中为红黑树，则对树进行拆分
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
//以下是真正开始拆分链表了
//注意：扩容时是先找到拆分后处于同一个桶的节点，将这些节点连接好，然后把头节点存入桶中即可
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
总结
1、HashSet底层是 一 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放的有元素
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 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树）
7、HashSet底层是HashMap，第一次添加时，table数组扩容到16，临界值（threshold）是16 加载因子（loadFactor）是0.75 = 12
8、如果table数组使用到了临界值就是32 0.75 = 24，依次类推
9、在Java8中，如果一条链表的元素个数到达TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树），否则仍然采用数组扩容机制。
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