本想按照ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet、HashMap、LinkedHashMap、TreeMap的順序介紹容器類的底層的，但是考慮到HashSet其實就是HashMap的一部分（僅僅使用了HashMap的鍵，其值統一使用一個Object對象），所以我們就先行介紹HashMap，這樣我們再介紹HashSet時就簡單的多，而且也更容易大家的理解。
HashMap
我們都知道HashMap底層使用的是一個哈希表來存儲數據，但是什麼是hash表，HashMap是怎麼實現哈希表的我們都尚存疑問。
什麼是哈希表？
哈希表又稱散列表，是一種通過關鍵值碼直接訪問數據的數據結構。它通過把關鍵碼
值映射到表中的一個位置來訪問記錄，以加快查詢速度。建立這種映射的函數叫做散
列函數，存放記錄的數組稱爲哈希表，關鍵值碼也就是關鍵字的哈希值。
HasMap是怎麼實現哈希表的？
實現哈希表的關鍵就是建立一個合適散列函數，但是一個找到一個完美的散列函數（
每個關鍵字對應哈希表中一個位置，沒有衝突）幾乎是不可能的，所以在散列函數不
完美的情況下我們要想辦法解決衝突。HashMap中解決衝突的辦法是，每一個哈希表
的位置上都是一個鏈表，這個鏈表中存儲所有關鍵碼值相同的記錄（如下圖所示）。
這樣一來，對於哈希表中的位置我們採用直接訪問的方式，對於鏈表中的記錄（少量
採用順序遍歷的方式訪問。這樣一來就大大加快了對鍵值對的訪問速度。
哈希表上每一個節點的數據結構如下：
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
/*
*node的數據域包括hash:key的hash
*key:關鍵字key
*value:關鍵字key對應的值value
*next:指向下一個相同關鍵值碼鏈表中的下一個節點
*/
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
/*
*node的相關基本方法
*/
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
/*
*本屆點的哈希值
*/
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
/*
*重寫的equals方法
*/
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
put(K key, V value)(添加一個元素)
/**
* Associates the specified value with the specified key in this map.
* If the map previously contained a mapping for the key, the old
* value is replaced.
*
* @param key key with which the specified value is to be associated
* @param value value to be associated with the specified key
* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
* <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
* (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
* previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
*/
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true); //hash方法用來獲取哈希值
}
直接調用putVal()方法，對於putVal()方法的具體解釋，請詳細看下面的源碼及註釋（暫時認爲代碼加註釋的解釋方法纔是適合程序員的方法）
/**
* Implements Map.put and related methods.
*
* @param hash hash for key 關鍵字key的hash值
* @param key the key 關鍵字key
* @param value the value to put 對應於關鍵字的值
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value 如果onlyIfAbsent的值是true，那麼對於已經存在的key將不覆蓋其原來的值
* @param evict if false, the table is in creation mode. 如果evict的值是false，那麼此表處於創建模式（暫未明白）
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent，boolean evict) {
/*
*tab:指向本HashMap的哈希表
*p:
*n:表示哈希表的長度
*/
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) //如果當前hash表尚未初始化或者當前哈希表的長度爲0，則初始化該哈希表（初次put即會初始化哈希表），並初始化n
//resize方法源碼順次如下
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) //如果該位置還沒有值。i（關鍵碼值）表示該關鍵字在哈希表中的位置
tab[i] = newNode(hash, key, value, null); //將該記錄放到此位置
else {
//hash表中的i位置已經有值了，則用該記錄的關鍵字與鏈表中的記錄比較（使用equals方法）
//如果該記錄在鏈表中已經存在，則覆蓋其值
//如果該記錄在鏈表中尚未存在，則在鏈表尾加上一個新的表示該記錄的節點
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode) //與TreeMap相關暫不做解釋
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) { //遍歷鏈表
if ((e = p.next) == null) { //遍歷到鏈表結束都沒有找到重複記錄則在末尾追加
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)))) //找到了與該記錄相同的記錄。（哈希值相同，地址相同）和（哈希值相同，equals方法比較相同）都能通過。從這能看出同時重寫hashCode、equals方法的重要性
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key 在鏈表中存在重複記錄，則用新值覆蓋其值
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
resize方法:
/**
* Initializes or doubles table size. If null, allocates in
* accord with initial capacity target held in field threshold.
* Otherwise, because we are using power-of-two expansion, the
* elements from each bin must either stay at same index, or move
* with a power of two offset in the new table.
*初始化或者翻倍哈希表的大小。
* @return the table 返回一個哈希表
*/
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table; //oldTab指向舊的哈希表
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; //舊的哈希表長度
int oldThr = threshold; //threshod的意思是閾值，表示哈希表下一次調整大小的值初始爲0或者默認值16
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) { //如果原來的哈希表已經被初始化並且容量大於0
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) { //如果原來的Hash表已經是最大值
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab; //不能被擴展，返回原來的哈希表
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY) //如果原來的哈希表已經初始化，使哈希表的長度擴大爲原來的兩倍（如果不會超過最大值的話）
newThr = oldThr << 1; // double threshold 閾值也擴大爲原來的兩倍
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
//如果哈希表尚未初始並且threshold不爲0(就是我們使用了HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)或者HashMap(int initialCapacity)構造函數時)
newCap = oldThr; //容量初始化爲threshod
else { // zero initial threshold signifies using defaults
//如果哈希表尚未初始化（使用了默認構造器），則初始化該哈希表
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; //初始化該哈希表長度爲默認值16
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); //閾值初始化爲16 * 0.75
}
if (newThr == 0) { //確定閾值
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; //新的哈希表
table = newTab;
if (oldTab != null) { //如果舊的哈希表是一個非空表，則把原表的數據轉移到新表
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) { //順次遍歷原表
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order 將各個鏈表鏈到新的哈希表上
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; //返回新表
}