hashCode：

hashCode是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。public int hashCode()返回该对象的哈希码值。支持此方法是为了提高哈希表（例如 java.util.Hashtable 提供的哈希表）的性能。

理解：

虽然Set同List都实现了Collection接口，但是他们的实现方式却大不一样。List基本上都是以Array为基础。但是Set则是在 HashMap的基础上来实现的，这个就是Set和List的根本区别。HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。看看 HashSet的add（Object obj）方法的实现就可以一目了然了。

hashCode是所有Java对象的固有方法，如果不重载的话，返回的实际上是该对象在jvm的堆上的内存地址，而不同对象的内存地址肯定不同，所以这个hashCode也就肯定不同了。如果重载了的话，由于采用的算法的问题，有可能导致两个不同对象的hashCode相同。

而且，还需要注意一下两点：

1）hashCode和equals两个方法是有语义关联的，它们需要满足：

A.equals(B)==true --->  A.hashCode()==B.hashCode()

因此重载其中一个方法时也需要将另一个也重载。

2）hashCode的重载实现需要满足不变性，即一个object的hashCode不能前一会儿是1，过一会儿就变成2了。hashCode的重载实现最好依赖于对象中的final属性，从而在对象初始化构造后就不再变化。一方面是jvm便于代码优化，可以缓存这个hashCode；另一方面，在使用hashMap或hashSet的场景中，如果使用的key的hashCode会变化，将会导致bug，比如放进去时key.hashCode()=1，等到要取出来时key.hashCode()=2了，就会取不出来原先的数据。
哈希表是结合了直接寻址和链式寻址两种方式，所需要的就是将需要加入哈希表的数据首先计算哈希值，其实就是预先分个组，然后再将数据挂到分组后的链表后面，随着添加的数据越来越多，分组链上会挂接更多的数据，同一个分组链上的数据必定具有相同的哈希值，Java中的hash函数返回的是int类型的，也就是说，最多允许存在2^32个分组，也是有限的，所以出现相同的哈希码就不稀奇。

HashSet、HashMap

1. HashSet和HashMap一直都是JDK中最常用的两个类，HashSet要求不能存储相同的对象、无序、线程非同步，底层是哈希表结构。但它是怎么做到的？什么是散列表数据结构（哈希表）？有什么特性？
2. HashMap要求不能存储相同的键。
3. 那么Java运行时环境是如何判断HashSet中相同对象、HashMap中相同键的呢？当存储了“相同的东西”之后Java运行时环境又将如何来维护呢？
   分析：
   在研究这些问题之前，首先说明一下JDK对equals(Object obj)和hashCode()这两个方法的定义和规范：
   在Java中任何一个对象都具备equals(Object obj)和hashcode()这两个方法，因为他们是在Object类中定义的。
   equals(Object obj)方法用来判断两个对象是否“相同”，如果“相同”则返回true，否则返回false。
   hashcode()方法返回一个int数，在Object类中的默认实现是“将该对象的内部地址转换成一个整数返回”。
   接下来有两个关于这两个方法的重要规范：
   规范1：若重写equals(Object obj)方法，有必要重写hashcode()方法，确保通过equals(Object obj)方法判断结果为true的两个对象具备相等的hashcode()返回值。说得简单点就是：“如果两个对象相同，那么他们的hashcode应该 相等”。不过请注意：这个只是规范，如果你非要写一个类让equals(Object obj)返回true而hashcode()返回两个不相等的值，编译和运行都是不会报错的。不过这样违反了Java规范，程序也就埋下了BUG。
   规范2：如果equals(Object obj)返回false，即两个对象“不相同”，并不要求对这两个对象调用hashcode()方法得到两个不相同的数。说的简单点就是：“如果两个对象不相同，他们的hashcode可能相同”。
   根据这两个规范，可以得到如下推论：
   1、如果两个对象equals，Java运行时环境会认为他们的hashcode一定相等。
   2、如果两个对象不equals，他们的hashcode有可能相等。
   3、如果两个对象hashcode相等，他们不一定equals。
   4、如果两个对象hashcode不相等，他们一定不equals。

这样我们就可以推断Java运行时环境是怎样判断HashSet和HastMap中的两个对象相同或不同了。（先判断hashcode是否相等，再判断是否equals。 ）

再来看HashSet的源码，首先看默认构造器：

[java] 
public HashSet() {
 map = new HashMap<E,Object>();
}
// 构造器中new了一个HashMap。key使用了泛型，value使用Object。

再来看add方法源码：

[java]
private static final Object PRESENT = new Object(); 
public boolean add(E e) { 
    return map.put(e, PRESENT)==null; 
} 
// PRESENT是一个Object类型的常量，用来当做map的value。也就是说，在HashSet中存储的元素都是HashMap中key，value全部使用Object。 

HashMap的key是不可以重复的，保证元素唯一的依据是对象的hashCode跟equals方法。
而HashSet不就是用HashMap的key来存储元素嘛，也就保证了元素的唯一性。包括迭代器也是HashMap中keySet方法取得的iterator。

[java] 
public Iterator<E> iterator() { 
    return map.keySet().iterator(); 
} 
public Iterator<E> iterator() {
 return map.keySet().iterator();
}

通过上面的介绍，已经对HashSet比较了解了，我们知道HashSet底层是用了HashMap。
要想知道怎么做到存取速度快的，我们直接看HashMap就好了。

散列表数据结构（哈希表）

散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。
给定表M，存在函数f(key)，对任意给定的关键字值key，代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址，则称表M为哈希(Hash）表，函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

HashMap底层就是散列表数据结构，即数组和链表的结合体，底层是一个数组结构，数组中存储的值又是一个链表。这样做有什么好处呢？
数组能够提供对元素的快速访问但不易于扩展(如果不知道元素脚标，还得进行遍历查找)，链表易于扩展但不能对其元素进行快速访问。怎样做到两全其美，就是散列表数据结构。

我们来看看HashMap中元素存跟取的实现方式：

首先明白，HashMap根据key的hashCode计算出元素在Entry数组中的位置，然后再Entry内部链表中存放key，value。

我们来对HashMap存取元素的过程来做一个小的总结：

元素(key,value)在HashMap中被封装进Entry数组。
put元素的时候，根据key的hash值定位元素在Entry数组中的索引，如果当前索引有元素，就通过equals方法进行比较，将元素存进当前Entry的链表中适当的位置。
get元素的时候，根据key的hash值定位元素在Entry数组中的索引，然后通过equals方法定位元素在链表中的位置，取出该元素。

性能分析：

因为元素的存取是通过hash算法进行的，所以速度都没的说。
在查找操作中，唯一影响性能的是在链表中，但实际只要优化好了key对象hashCode跟equals方法，就会避免链表中的数据过多而导致查找性能变慢。

再一个非常影响性能的是数组扩容操作，当使用默认的DEFAULT_INITIAL_CAPACITY对HashMap进行初始化的时候，
如果元素个数非常多，会导致扩容次数增加，每次扩容都会进行元素位置的重新分配，这是相当耗费性能的。
如果能预算好元素个数，就应该避免使用默认的DEFAULT_INITIAL_CAPACITY，可在HashMap的构造函数中为其指定一个初始值。

问题解决：
hashCode必须和equals保持兼容(equals方法的判断依据和计算hashCode的依据相同)，这样做是为了避免链表中的数据过多。

例：
首先我们定义一个类，重写hashCode()和equals(Object obj)方法：

class A {  
    @Override  
    public boolean equals(Object obj) {  
        System.out.println("判断equals");  
        return false;  
    }  
    @Override  
    public int hashCode() {  
        System.out.println("判断hashcode");  
        return 1;  
    }  
}  

然后写一个测试类，代码如下：

public class Test {    
    public static void main(String[] args) {    
        Map<A,Object> map = new HashMap<A, Object>();    
        map.put(new A(), new Object());    
        map.put(new A(), new Object());        
        System.out.println(map.size());    
    }       
}    

运行之后打印结果是：

判断hashcode 
判断hashcode 
判断equals 
2 

可以看出，Java运行时环境会调用new A()这个对象的hashcode()方法。其中：
打印出的第一行“判断hashcode”是第一次map.put(new A(), new Object())所打印出的。
接下来的“判断hashcode”和“判断equals”是第二次map.put(new A(), new Object())所打印出来的。

那么为什么会是这样一个打印结果呢？
1、当第一次map.put(new A(), new Object())的时候，Java运行时环境就会判断这个map里面有没有和现在添加的 new A()对象相同的键，判断方法：调用new A()对象的hashcode()方法，判断map中当前是不是存在和new A()对象相同的HashCode。显然，这时候没有相同的，因为这个map中都还没有东西。所以这时候hashcode不相等，则没有必要再调用 equals(Object obj)方法了。参见推论4（如果两个对象hashcode不相等，他们一定不equals）
2、当第二次map.put(new A(), new Object())的时候，Java运行时环境再次判断，这时候发现了map中有两个相同的hashcode（因为我重写了A类的hashcode()方 法永远都返回1），所以有必要调用equals(Object obj)方法进行判断了。参见推论3（如果两个对象hashcode相等，他们不一定equals），然后发现两个对象不equals（因为我重写了equals(Object obj)方法，永远都返回false）。
3、这时候判断结束，判断结果：两次存入的对象不是相同的对象。所以最后打印map的长度的时候显示结果是：2。

改写程序如下：

class A {  
    @Override  
    public boolean equals(Object obj) {  
        System.out.println("判断equals");  
        return true;  
    }  
    @Override  
    public int hashCode() {  
        System.out.println("判断hashcode");  
        return 1;  
    }  
}  
public class Test { 
    public static void main(String[] args) {  
        Map<A,Object> map = new HashMap<A, Object>();  
        map.put(new A(), new Object());  
        map.put(new A(), new Object());   
        system.out.println(map.size());  
    }   
} 

运行之后打印结果是：

判断hashcode 
判断hashcode 
判断equals 
1 

显然这时候map的长度已经变成1了，因为Java运行时环境认为存入了两个相同的对象。原因可根据上述分析方式进行分析。

以上分析的是HashMap，其实HashSet的底层本身就是通过HashMap来实现的，所以它的判断原理和HashMap是一样的，也是先判断hashcode再判断equals。