HashMap

java7

源码：

final int hash(Object k) {
    int h = hashSeed;
    if (0 != h && k instanceof String) {
        return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
    }

    h ^= k.hashCode();
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}

indexFor方法其实主要是将hash生成的整型转换成链表数组中的下标。

hash方法是对key的hashCode进行扰动计算，防止不同hashCode的高位不同但低位相同导致的hash冲突。简单点说，就是为了把高位的特征和低位的特征组合起来，降低哈希冲突的概率，也就是说，尽量做到任何一位的变化都能对最终得到的结果产生影响。

java8

源码：

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

相比java7，java8优化了高位运算的算法，通过hashCode()的高16位异或低16位实现的：(h = k.hashCode()) ^ (h >>> 16)，主要是从速度、功效、质量来考虑的。以上方法得到的int的hash值，然后再通过h & (table.length -1)来得到该对象在数据中保存的位置。

HashTable

java7

源码：

private int hash(Object k) {
    // hashSeed will be zero if alternative hashing is disabled.
    return hashSeed ^ k.hashCode();
}

只是对k做了个简单的hash，取了一下其hashCode。而HashTable中也没有indexOf方法，取而代之的是这段代码：int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

注：HashTable采取的是直接取hash值而没有进行高低位的扰动计算，是因为HashTable默认的初始大小为11，之后每次扩充为原来的2n+1，也就是说，HashTable的链表数组的默认大小是一个素数、奇数。之后的每次扩充结果也都是奇数。由于HashTable会尽量使用素数、奇数作为容量的大小。当哈希表的大小为素数时，简单的取模哈希的结果会更加均匀。

java8

    int hash = key.hashCode();
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

跟java7几乎无差别。把hash值和0x7FFFFFFF做一次按位与操作，主要是为了保证得到的index的第一位为0，也就是为了得到一个正数。因为有符号数第一位0代表正数，1代表负数。

ConcurrentHashMap

java7

private int hash(Object k) {
    int h = hashSeed;

    if ((0 != h) && (k instanceof String)) {
        return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
    }

    h ^= k.hashCode();

    // Spread bits to regularize both segment and index locations,
    // using variant of single-word Wang/Jenkins hash.
    h += (h <<  15) ^ 0xffffcd7d;
    h ^= (h >>> 10);
    h += (h <<   3);
    h ^= (h >>>  6);
    h += (h <<   2) + (h << 14);
    return h ^ (h >>> 16);
}

ConcurrentHashMap的hash实现其实和HashMap如出一辙。都是通过位运算代替取模，然后再对hashcode进行扰动。区别在于，ConcurrentHashMap 使用了一种变种的Wang/Jenkins 哈希算法，其主要母的也是为了把高位和低位组合在一起，避免发生冲突。

java8

static final int spread(int h) {
    return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS;
}

Java 8的ConcurrentHashMap作者认为引入红黑树后，即使哈希冲突比较严重，寻址效率也足够高，所以作者并未在哈希值的计算上做过多设计，只是将Key的hashCode值与其高16位作异或并保证最高位为0（从而保证最终结果为正整数）。

Q:为什么HashMap不跟HashTable一样，使用数组大小为一个素数、奇数

• HashTable因为其数组大小是一个素数、奇数，所以通过直接的取模哈希结果也会比较均匀。
• HashMap是通过位运算来达到取模的效果的，h & (length-1)，因为位运算(&)效率要比代替取模运算(%)高很多，主要原因是位运算直接对内存数据进行操作，不需要转成十进制，因此处理速度非常快。但是前提是要保证length的长度要为2^n。

总结：HashMap默认的初始化大小为16，之后每次扩充为原来的2倍。 HashTable默认的初始大小为11，之后每次扩充为原来的2n+1。 当哈希表的大小为素数时，简单的取模哈希的结果会更加均匀，所以单从这一点上看，HashTable的哈希表大小选择，似乎更高明些。因为hash结果越分散效果越好。 在取模计算时，如果模数是2的幂，那么我们可以直接使用位运算来得到结果，效率要大大高于做除法。所以从hash计算的效率上，又是HashMap更胜一筹。 但是，HashMap为了提高效率使用位运算代替哈希，这又引入了哈希分布不均匀的问题，所以HashMap为解决这问题，又对hash算法做了一些改进，进行了扰动计算。