最详细Java---HashMap 与 Hashtable 的区别？

Posted 2022-10-16 AnWen~

• HashMap产生于JDK1.2，HashTable产生于JDK1.1

  Hashtable继承自Dictionary类，而HashMap继承自AbstractMap类。二者都实现了Map接口。

  • Dictionary就是为了记录键值的一一对应关系，已经过时
  • Map将Key映射到Value对象，这个就是为了取代Dictionary抽象类

• Null Key && Null Value

  • HashMap允许是支持null键和null值的，允许一个null键和多个null值

  • HashTable不允许null键值，在遇到null时，会抛出NullPointerException异常。

  • HashMap在实现时对null做了特殊处理，将null的hashCode值定为了0，从而将其存放在哈希表的第0个bucket中。

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

• 数据结构

  • HashMap和HashTable都使用哈希表来存储键值对。在数据结构上是基本相同的，都创建了一个**继承自Map.Entry的私有的内部类Entry，每一个Entry对象表示存储在哈希表中的一个键值对**
  • Node和Entry封装内容差不多，只是名字不同。HashMap采用Node。HashTable采用Entry
  • HashMap/HashTable内部创建**有一个Entry类型的引用数组**，用来表示哈希表，数组的长度，即是哈希桶的数量。
  • 而数组的每一个元素都是一个Entry引用，从Entry对象的属性里，也可以看出其是链表的节点，每一个Entry对象内部又含有另一个Entry对象的引用。
  • jdk1.8 中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度大于阈值（默认为 8）（将链表转换成红黑树前会判断，如果当前数组的长度小于 64，那么会选择先进行数组扩容，而不是转换为红黑树）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。

• 线程安全性

  • HashMap是非synchronized的，而Hashtable是synchronized的。这说明Hashtable是线程安全的，而且多个线程可以共享一个Hashtable；
  • 因为 Hashtable 内部的方法基本都经过synchronized 修饰。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap(采用CAS---乐观锁和Synchronized---悲观锁)，只锁住当前桶 吧！）；

• hash不同

  • HashMap添加元素时，是使用自定义的哈希算法,而HashTable是直接采用key的hashCode()

  • HashTable 计算hash，直接用key的hashCode（），再取模，取模运算效率不高

  • HashMap，先得到hashCode，在高位计算，最后使用优化的取模运算

  • 这个方法非常巧妙，它通过**h & (table.length -1)来得到该对象的保存位，而HashMap底层数组的长度总是2的n次方，这是HashMap在速度上的优化。当length总是2的n次方时**，h& (length-1)运算等价于对length取模，也就是h%length，但是&比%具有更高的效率。

  • 在JDK1.8的实现中，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，这么做可以在数组table的length比较小的时候，也能保证考虑到高低Bit都参与到Hash的计算中，同时不会有太大的开销
    

    int hash = key.hashCode();
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    // &0x7FFFFFFF的目的是为了将负的hash值转化为正值，因为hash值有可能为负数，而&0x7FFFFFFF后，只有符号外改变，而后面的位都不变。
    ====================HashMap============
    static final int hash(Object key) 
            int h;
            return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
        
    i = (n - 1) & hash
    

• 初始化

  • HashTable在不指定容量的情况下的默认容量为11，而HashMap为16
  • Hashtable不要求**底层数组的容量一定要为2的整数次幂，而HashMap则要求一定为2的整数次幂**。
  • 创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为 11，之后每次扩充，容量变为原来的 2n+1。
  • HashMap 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充，容量变为原来的 2 倍。
  • 创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而 HashMap 会将其扩充为 2 的幂次方大小（HashMap 中的tableSizeFor()方法保证，下面给出了源代码）。
  • 也就是说 HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是 2 的幂次方。

• 遍历方式

  • HashMap只支持Iterator遍历
  • HashTable支持Iterator和Enumeration两种方式遍历

• 迭代器不同

  • HashMap的迭代器（Iterator）是fail-fast迭代器，而Hashtable的迭代器（enumerator）却不是fail-fast的。
  • 所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。而Hashtable 则不会。

• contains方法

  • HashMap把Hashtable的contains方法改成containsValue和containsKey；
  • Hashtable则保留了contains，containsValue和containsKey三个方法，其中contains和containsValue功能相同。

• 同步性

  • Hashtable是同步(synchronized)的，适用于多线程环境,
  • hashmap不是同步的，适用于单线程环境。
  • 多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。
  • **由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。**如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。

• 效率

  • 因为线程安全的问题，HashMap 要比 Hashtable 效率高一点。
  • 另外，Hashtable 基本被淘汰，不要在代码中使用它；