一、前言

这一篇里，我将对HashSet、LinkedHashSet、TreeSet进行汇总分析，并不打算一一进行详细介绍，因为JDK对Set的实现进行了取巧。我们都知道Set不允许出现相同的对象，而Map也同样不允许有两个相同的Key（出现相同的时候，就执行更新操作）。所以Set里的实现实际上是调用了对应的Map，将Set的存放的对象作为Map的Key。

二、源码分析

这里笔者就以最常用的HashSet为例进行分析，其余的TreeSet、LinkedHashSet类似，就不赘述了。

2.1 结构概览

关系也很简单，实现了Set的接口，继承了AbstractSet抽象类，抽象类里面定义了集合的常见操作，与我们之前分析过的ArrayList之类的相似。

2.2 成员变量

// HashMap就是HashSet里实现具体操作的对象
private transient HashMap<E,Object> map;
// 将对象作为Value存进去
private static final Object PRESENT = new Object();

由于使用Map进行操作，把E作为Key，要定义一个PRESENT对象作为Value，每个存入的对象都使用它来作为Value。

2.3 构造方法

2.3.1 HashSet()

public HashSet() {map = new HashMap<>();
}

看了这个，相信园友们应该就知道它是怎么实现的了，我们平时构建HashSet的时候，其实它是在里面new了一个HashMap。

2.3.2 HashSet(Collection<? extends E> c)

public HashSet(Collection<? extends E> c) {map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));addAll(c);
}

调用传集合的构造方法则是使用了HashMap里指定初始化容量的构造方法，然后再调用addAll()。

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {boolean modified = false;for (E e : c)if (add(e))modified = true;return modified;
}

addAll方法很简单，其实就是遍历集合c，然后调用add方法，实现插入HashMap。

public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null;
}

add方法则是调用了map的put()方法，将对象作为Key，之前域里的PRESENT作为Value，插入到HashMap中。

2.3.3 HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy)

最后值得一提的是这个构造方法：

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

注意它是包访问权限的，而不是public，因为这个构造方法是提供给LinkedHashSet使用的，所以里面初始化的也是LinkedHashMap，有兴趣的园友们也可以去LinkedHashSet里看一下它的构造方法。

三、Set的使用注意事项

笔者前端时间恰好碰到了因为HashSet的底层事项导致的一个bug，在此跟大家分享一下：

/*** @author joemsu 2018-02-04 上午10:33*/
public class UserInfo {private Long id;private String name;private Integer age;public UserInfo(Long id, String name, Integer age) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "UserInfo{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;UserInfo info = (UserInfo) o;return Objects.equals(id, info.id) &&Objects.equals(name, info.name) &&Objects.equals(age, info.age);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(id, name, age);}}

UserInfo为当时笔者要处理的一个pojo对象，由第三方提供，重写了equals和hashCode方法（当时没有发现）。而笔者当时要获取所有的UserInfo对象，放入集合当中进行复杂的逻辑处理，出于可能出现重复对象的考虑（使用递归遍历不同部门下的人员信息，可能存在一个人在多个部门），选择使用HashSet。然后在遍历HashSet集合a的时候，会将每个遍历到的对象加入另一个集合b作记录，事后会将a，b做一个差集，取出其中没有访问到的元素。这个过程中可能会涉及到更新某个对象，具体过程简化如下：

public static void main(String[] args) {// 将对象加入setUserInfo info1 = new UserInfo(1L, "zhangsan", 22);UserInfo info2 = new UserInfo(2L, "lisi", 23);UserInfo info3 = new UserInfo(3L, "wangwu", 24);Set<UserInfo> userInfoSet = new HashSet<>();userInfoSet.add(info1);userInfoSet.add(info2);userInfoSet.add(info3);// 对访问到的元素加入集合List<UserInfo> visited = new ArrayList<>();visited.add(info1);visited.add(info2);visited.add(info3);// 假设对其中一个对象进行修改info1.setName("liliu");// 去掉访问过的元素userInfoSet.removeAll(visited);userInfoSet.stream().forEach(System.out::println);
}

最后的输出结果：

UserInfo{id=1, name='liliu', age=22}

是的，所有修改过的元素都无法移除。当笔者通过debug发现这一现象后立刻就意识到，可能就是hashCode导致被修改过的元素无法访问到，为什么呢，我们可以回顾一下HashMap的remove操作：

final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,boolean matchValue, boolean movable) {Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {// 省略}return null;
}

在HashMap中，是通过Key的hash值来定位桶的位置，当笔者修改了对象的name属性之后，由于重写的hashCode方法里包括了name这一字段，所以，hash值也发生了改变，导致在对应的桶里找不到该对象，也就无法实现remove操作（虽然两个是同一个引用）。

四、总结

Set的各种底层实现都是对应的Map，熟悉了Map里的各种方法，相信对于Set的了解也会更加深入。最后谢谢各位园友观看，如果有描述不对的地方欢迎指正，与大家共同进步！