Java面试题 从源码角度分析HashSet实现原理

HashSet是基于HashMap实现的，其中HashMap的实现原理就是哈希表。哈希表是一种以常数时间来执行插入、查找和删除操作的数据结构。在哈希表中，通过哈希函数将数据映射为表中的一个位置，这个位置称之为桶，然后在桶中查找对应的元素。

在HashMap中，键值对的键通过哈希函数计算出对应的哈希值，然后使用哈希值对数组的长度进行取余，得到插入位置。如果该位置已经有元素，就将该元素插入到链表或红黑树中。如果链表或红黑树的长度过长，就将其转化为红黑树或者扩容。

在HashSet中，只存储键值对中的键，因此它的实现与HashMap类似。HashSet通过哈希函数将元素映射为桶中的位置，然后将该元素插入到该位置中。如果该位置已经有元素，那么就进行比较，如果相同，则不插入，如果不同，就将该元素插入到链表或红黑树中。

在jdk1.8版本中，当链表或红黑树长度达到阈值时，会将其转化为红黑树或扩容。在扩容时，会先将容量扩大一倍，然后将每个桶中的元素重新计算位置，插入到新的桶中。这里的重新计算位置并不是简单的直接将原位置对新容量取摸，而是将原位置分成两部分，高位和低位，其中低位不变，高位计算出新的位置。这样做的原因是减少哈希冲突。

在jdk1.7版本中，一旦哈希冲突，就会采用链表来解决。在进行查找时，首先通过哈希函数计算桶的位置，然后遍历该桶中的链表，依次比较每个元素的哈希值和值是否与要查找的元素相同。如果相同，直接返回；如果链表遍历完了，仍然没有找到，则返回null。这种实现方式的缺点是，当链表长度过长时，会影响性能。

总之，HashSet的实现原理是基于哈希表的，通过哈希函数将元素映射为桶的位置，然后将元素插入到该位置中。在jdk1.8版本中，当链表或红黑树长度达到一定值时，会进行转化或扩容。而在jdk1.7版本中，只采用链表来处理哈希冲突。