Java 集合系列11之 Hashtable详细介绍(源码解析)和使用示例
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 集合系列11之 Hashtable详细介绍(源码解析)和使用示例相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
概要
前一章，我们学习了HashMap。这一章，我们对Hashtable进行学习。
我们先对Hashtable有个整体认识，然后再学习它的源码，最后再通过实例来学会使用Hashtable。
第1部分 Hashtable介绍
第2部分 Hashtable数据结构
第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第4部分 Hashtable遍历方式
第5部分 Hashtable示例
转载请注明出处：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310887.html
第1部分 Hashtable介绍
Hashtable 简介
和HashMap一样，Hashtable 也是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。
Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。容量 是哈希表中桶 的数量，初始容量 就是哈希表创建时的容量。注意，哈希表的状态为 open：在发生“哈希冲突”的情况下，单个桶会存储多个条目，这些条目必须按顺序搜索。加载因子 是对哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。初始容量和加载因子这两个参数只是对该实现的提示。关于何时以及是否调用 rehash 方法的具体细节则依赖于该实现。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查找某个条目的时间（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。
Hashtable的构造函数
// 默认构造函数。 public Hashtable() // 指定“容量大小”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity) // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) // 包含“子Map”的构造函数 public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t)
Hashtable的API
synchronized void clear() synchronized Object clone() boolean contains(Object value) synchronized boolean containsKey(Object key) synchronized boolean containsValue(Object value) synchronized Enumeration<V> elements() synchronized Set<Entry<K, V>> entrySet() synchronized boolean equals(Object object) synchronized V get(Object key) synchronized int hashCode() synchronized boolean isEmpty() synchronized Set<K> keySet() synchronized Enumeration<K> keys() synchronized V put(K key, V value) synchronized void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) synchronized V remove(Object key) synchronized int size() synchronized String toString() synchronized Collection<V> values()
第2部分 Hashtable数据结构
Hashtable的继承关系
java.lang.Object ↳ java.util.Dictionary<K, V> ↳ java.util.Hashtable<K, V> public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable { }
概要
前一章，我们学习了HashMap。这一章，我们对Hashtable进行学习。
我们先对Hashtable有个整体认识，然后再学习它的源码，最后再通过实例来学会使用Hashtable。
第1部分 Hashtable介绍
第2部分 Hashtable数据结构
第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第4部分 Hashtable遍历方式
第5部分 Hashtable示例
转载请注明出处：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310887.html
第1部分 Hashtable介绍
Hashtable 简介
和HashMap一样，Hashtable 也是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。
Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。容量 是哈希表中桶 的数量，初始容量 就是哈希表创建时的容量。注意，哈希表的状态为 open：在发生“哈希冲突”的情况下，单个桶会存储多个条目，这些条目必须按顺序搜索。加载因子 是对哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。初始容量和加载因子这两个参数只是对该实现的提示。关于何时以及是否调用 rehash 方法的具体细节则依赖于该实现。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查找某个条目的时间（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。
Hashtable的构造函数
// 默认构造函数。 public Hashtable() // 指定“容量大小”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity) // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) // 包含“子Map”的构造函数 public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t)
Hashtable的API
synchronized void clear()
synchronized Object clone()
boolean contains(Object value)
synchronized boolean containsKey(Object key)
synchronized boolean containsValue(Object value)
synchronized Enumeration<V> elements()
synchronized Set<Entry<K, V>> entrySet()
synchronized boolean equals(Object object)
synchronized V get(Object key)
synchronized int hashCode()
synchronized boolean isEmpty()
synchronized Set<K> keySet()
synchronized Enumeration<K> keys()
synchronized V put(K key, V value)
synchronized void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map)
synchronized V remove(Object key)
synchronized int size()
synchronized String toString()
synchronized Collection<V> values()
第2部分 Hashtable数据结构
Hashtable的继承关系
java.lang.Object
↳ java.util.Dictionary<K, V>
↳ java.util.Hashtable<K, V>
public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable { }
Hashtable与Map关系如下图：
从图中可以看出：
(01) Hashtable继承于Dictionary类，实现了Map接口。Map是"key-value键值对"接口，Dictionary是声明了操作"键值对"函数接口的抽象类。
(02) Hashtable是通过"拉链法"实现的哈希表。它包括几个重要的成员变量：table, count, threshold, loadFactor, modCount。
table是一个Entry[]数组类型，而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的"key-value键值对"都是存储在Entry数组中的。
count是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量。
threshold是Hashtable的阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量。threshold的值="容量*加载因子"。
loadFactor就是加载因子。
modCount是用来实现fail-fast机制的
第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0_45)
为了更了解Hashtable的原理，下面对Hashtable源码代码作出分析。
在阅读源码时，建议参考后面的说明来建立对Hashtable的整体认识，这样更容易理解Hashtable。
package java.util; import java.io.*; public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable { // Hashtable保存key-value的数组。 // Hashtable是采用拉链法实现的，每一个Entry本质上是一个单向链表 private transient Entry[] table; // Hashtable中元素的实际数量 private transient int count; // 阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量（threshold = 容量*加载因子） private int threshold; // 加载因子 private float loadFactor; // Hashtable被改变的次数 private transient int modCount = 0; // 序列版本号 private static final long serialVersionUID = 1421746759512286392L; // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor); if (initialCapacity==0) initialCapacity = 1; this.loadFactor = loadFactor; table = new Entry[initialCapacity]; threshold = (int)(initialCapacity * loadFactor); } // 指定“容量大小”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity) { this(initialCapacity, 0.75f); } // 默认构造函数。 public Hashtable() { // 默认构造函数，指定的容量大小是11；加载因子是0.75 this(11, 0.75f); } // 包含“子Map”的构造函数 public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) { this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f); // 将“子Map”的全部元素都添加到Hashtable中 putAll(t); } public synchronized int size() { return count; } public synchronized boolean isEmpty() { return count == 0; } // 返回“所有key”的枚举对象 public synchronized Enumeration<K> keys() { return this.<K>getEnumeration(KEYS); } // 返回“所有value”的枚举对象 public synchronized Enumeration<V> elements() { return this.<V>getEnumeration(VALUES); } // 判断Hashtable是否包含“值(value)” public synchronized boolean contains(Object value) { // Hashtable中“键值对”的value不能是null， // 若是null的话，抛出异常! if (value == null) { throw new NullPointerException(); } // 从后向前遍历table数组中的元素(Entry) // 对于每个Entry(单向链表)，逐个遍历，判断节点的值是否等于value Entry tab[] = table; for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) { for (Entry<K,V> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) { if (e.value.equals(value)) { return true; } } } return false; } public boolean containsValue(Object value) { return contains(value); } // 判断Hashtable是否包含key public synchronized boolean containsKey(Object key) { Entry tab[] = table; int hash = key.hashCode(); // 计算索引值， // % tab.length 的目的是防止数据越界 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; // 找到“key对应的Entry(链表)”，然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) { if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { return true; } } return false; } // 返回key对应的value，没有的话返回null public synchronized V get(Object key) { Entry tab[] = table; int hash = key.hashCode(); // 计算索引值， int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; // 找到“key对应的Entry(链表)”，然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) { if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { return e.value; } } return null; } // 调整Hashtable的长度，将长度变成原来的(2倍+1) // (01) 将“旧的Entry数组”赋值给一个临时变量。 // (02) 创建一个“新的Entry数组”，并赋值给“旧的Entry数组” // (03) 将“Hashtable”中的全部元素依次添加到“新的Entry数组”中 protected void rehash() { int oldCapacity = table.length; Entry[] oldMap = table; int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1; Entry[] newMap = new Entry[newCapacity]; modCount++; threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); table = newMap; for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) { for (Entry<K,V> old = oldMap[i] ; old != null ; ) { Entry<K,V> e = old; old = old.next; int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity; e.next = newMap[index]; newMap[index] = e; } } } // 将“key-value”添加到Hashtable中 public synchronized V put(K key, V value) { // Hashtable中不能插入value为null的元素！！！ if (value == null) { throw new NullPointerException(); } // 若“Hashtable中已存在键为key的键值对”， // 则用“新的value”替换“旧的value” Entry tab[] = table; int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) { if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { V old = e.value; e.value = value; return old; } } // 若“Hashtable中不存在键为key的键值对”， // (01) 将“修改统计数”+1 modCount++; // (02) 若“Hashtable实际容量” > “阈值”(阈值=总的容量 * 加载因子) // 则调整Hashtable的大小 if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } // (03) 将“Hashtable中index”位置的Entry(链表)保存到e中 Entry<K,V> e = tab[index]; // (04) 创建“新的Entry节点”，并将“新的Entry”插入“Hashtable的index位置”，并设置e为“新的Entry”的下一个元素(即“新Entry”为链表表头)。 tab[index] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e); // (05) 将“Hashtable的实际容量”+1 count++; return null; } // 删除Hashtable中键为key的元素 public synchronized V remove(Object key) { Entry tab[] = table; int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; // 找到“key对应的Entry(链表)” // 然后在链表中找出要删除的节点，并删除该节点。 for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null ; e != null ; prev = e, e = e.next) { if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { modCount++; if (prev != null) { prev.next = e.next; } else { tab[index] = e.next; } count--; V oldValue = e.value; e.value = null; return oldValue; } } return null; } // 将“Map(t)”的中全部元素逐一添加到Hashtable中 public synchronized void putAll(Map<? extends K, ? extends V> t) { for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : t.entrySet()) put(e.getKey(), e.getValue()); } // 清空Hashtable // 将Hashtable的table数组的值全部设为null public synchronized void clear() { Entry tab[] = table; modCount++; for (int index = tab.length; --index >= 0; ) tab[index] = null; count = 0; } // 克隆一个Hashtable，并以Object的形式返回。 public synchronized Object clone() { try { Hashtable<K,V> t = (Hashtable<K,V>) super.clone(); t.table = new Entry[table.length]; for (int i = table.length ; i-- > 0 ; ) { t.table[i] = (table[i] != null) ? (Entry<K,V>) table[i].clone() : null; } t.keySet = null; t.entrySet = null; t.values = null; t.modCount = 0; return t; } catch (CloneNotSupportedException e) { // this shouldn\'t happen, since we are Cloneable throw new InternalError(); } } public synchronized String toString() { int max = size() - 1; if (max == -1) return "{}"; StringBuilder sb = new StringBuilder(); Iterator<Map.Entry<K,V>> it = entrySet().iterator(); sb.append(\'{\'); for (int i = 0; ; i++) { Map.Entry<K,V> e = it.next(); K key = e.getKey(); V value = e.getValue(); sb.append(key == this ? "(this Map)" : key.toString()); sb.append(\'=\'); sb.append(value == this ? "(this Map)" : value.toString()); if (i == max) return sb.append(\'}\').toString(); sb.append(", "); } } // 获取Hashtable的枚举类对象 // 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空枚举类”对象； // 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口) private <T> Enumeration<T> getEnumeration(int type) { if (count == 0) { return (Enumeration<T>)emptyEnumerator; } else { return new Enumerator<T>(type, false); } } // 获取Hashtable的迭代器 // 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空迭代器”对象； // 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口) private <T> Iterator<T> getIterator(int type) { if (count == 0) { return (Iterator<T>) emptyIterator; } else { return new Enumerator<T>(type, true); } } // Hashtable的“key的集合”。它是一个Set，意味着没有重复元素 private transient volatile Set<K> keySet = null; // Hashtable的“key-value的集合”。它是一个Set，意味着没有重复元素 private transient volatile Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null; // Hashtable的“key-value的集合”。它是一个Collection，意味着可以有重复元素 private transient volatile Collection<V> values = null; // 返回一个被synchronizedSet封装后的KeySet对象 // synchronizedSet封装的目的是对KeySet的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步 public Set<K> keySet() { if (keySet == null) keySet = Collections.synchronizedSet(new KeySet(), this); return keySet; } // Hashtable的Key的Set集合。 // KeySet继承于AbstractSet，所以，KeySet中的元素没有重复的。 private class KeySet extends AbstractSet<K> { public Iterator<K> iterator() { return getIterator(KEYS); } public int size() { return count; } public boolean contains(Object o) { return containsKey(o); } public boolean remove(Object o) { return Hashtable.this.remove(o) != null; } public void clear() { Hashtable.this.clear(); } } // 返回一个被synchronizedSet封装后的EntrySet对象 // synchronizedSet封装的目的是对EntrySet的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { if (entrySet==null) entrySet = Collections.synchronizedSet(new EntrySet(), this); return entrySet; } // Hashtable的Entry的Set集合。 // EntrySet继承于AbstractSet，所以，EntrySet中的元素没有重复的。 private class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> { public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() { return getIterator(ENTRIES); } public boolean add(Map.Entry<K,V> o) { return super.add(o); } // 查找EntrySet中是否包含Object(0) // 首先，在table中找到o对应的Entry(Entry是一个单向链表) // 然后，查找Entry链表中是否存在Object public boolean contains(Object o) { if (!(o instanceof Map.Entry)) return false; Map.Entry entry = (Map.Entry)o; Object key = entry.getKey(); Entry[] tab = table; int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; for (Entry e = tab[index]; e != null; e = e.next) if (e.hash==hash && e.equals(entry)) return true; return false; } // 删除元素Object(0) // 首先，在table中找到o对应的Entry(Entry是一个单向链表) // 然后，删除链表中的元素Object public boolean remove(Object o) { if (!(o instanceof Map.Entry)) return false; Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o; K key = entry.getKey(); Entry[] tab = table; int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null; e != null; prev = e, e = e.next) { if (e.hash==hash && e.equals(entry)) { modCount++; if (prev != null) prev.next = e.next; else tab[index] = e.next; count--; e.value = null; return true; } } return false; } public int size() { return count; } public void clear() { Hashtable.this.clear(); } } // 返回一个被synchronizedCollection封装后的ValueCollection对象 // synchronizedCollection封装的目的是对ValueCollection的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步 public Collection<V> values() { if (values==null) values = Collections.synchronizedCollection(new ValueCollection(), this); return values; } // Hashtable的value的Collection集合。 // ValueCollection继承于AbstractCollection，所以，ValueCollection中的元素可以重复的。 private class ValueCollection extends AbstractCollection<V> { public Iterator<V> iterator() { return getIterator(VALUES); } public int size() { return count; } public boolean contains(Object o) { return containsValue(o); } public void clear() { Hashtable.this.clear(); } } // 重新equals()函数 // 若两个Hashtable的所有key-value键值对都相等，则判断它们两个相等 public synchronized boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (!(o instanceof Map)) return false; Map<K,V> t = (Map<K,V>) o; if (t.size() != size()) return false; try { // 通过迭代器依次取出当前Hashtable的key-value键值对 // 并判断该键值对，存在于Hashtable(o)中。 //Java 集合系列14之 Map总结(HashMap, Hashtable, TreeMap, WeakHashMap等使用场景)Java 集合系列14之 Map总结(HashMap, Hashtable, TreeMap, WeakHashMap等使用场景)