HashTable的使用和原理

Posted 2022-04-16 劲火星空

一、---使用方式---

（1）Hashtable 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。

（2）Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。

（3）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。

如下是Hashtable 的简单使用方式：在遍历时使用是三种遍历方式来对其进行遍历

package ThreeWeek;

import java.util.Enumeration;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class HashTableTest 

	public static void main(String args[])
		Hashtable<String, Integer> table = new Hashtable<String, Integer>();
		
		//[1]添加元素
		table.put("zhangsan", 22);
		table.put("lisi", 33);
		table.put("wangwu", 44);
		
		//[2]toString()方式打印
		System.out.println(table.toString());
		
		//[3]Iterator遍历方式1--键值对遍历entrySet()
		Iterator<Entry<String, Integer>> iter = table.entrySet().iterator();
		while(iter.hasNext())
			Map.Entry<String, Integer> entry = (Map.Entry<String, Integer>)iter.next();
			String key = entry.getKey();
			int value = entry.getValue();
			System.out.println("entrySet:"+key+" "+value);
		
		
		System.out.println("====================================");
		
		//[4]Iterator遍历方式2--key键的遍历
		Iterator<String> iterator = table.keySet().iterator();
		while(iterator.hasNext())
			String key = (String)iterator.next();
			int value = table.get(key);
			System.out.println("keySet:"+key+" "+value);
		
		
		System.out.println("====================================");
		
		//[5]通过Enumeration来遍历Hashtable
		Enumeration<String> enu = table.keys();
		while(enu.hasMoreElements()) 
		    System.out.println("Enumeration:"+table.keys()+" "+enu.nextElement());
		 
			
	

--------------------output--------------------

zhangsan=22, lisi=33, wangwu=44
entrySet:zhangsan 22
entrySet:lisi 33
entrySet:wangwu 44
====================================
keySet:zhangsan 22
keySet:lisi 33
keySet:wangwu 44
====================================
Enumeration:java.util.Hashtable$Enumerator@139a55 zhangsan
Enumeration:java.util.Hashtable$Enumerator@1db9742 lisi
Enumeration:java.util.Hashtable$Enumerator@106d69c wangwu

二、---内部原理---

1、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  

与HashMap不同的是Hashtable是继承Dictionary，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。 

2、构造函数

（1）Hashtable中提供了四个构造函数，如下：

// 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)

（2）上面的四个构造方法中，第三个是最重要的，指定初始化容量和构造因子

public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor)   
        //验证初始容量  
        if (initialCapacity < 0)  
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+  
                                               initialCapacity);  
        //验证加载因子  
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))  
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);  
  
        if (initialCapacity==0)  
            initialCapacity = 1;  
          
        this.loadFactor = loadFactor;  
          
        //初始化table，获得大小为initialCapacity的table数组  
        table = new Entry[initialCapacity];  
        //计算阀值  
        threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);  
        //初始化HashSeed值  
        initHashSeedAsNeeded(initialCapacity);  
      

3、成员变量

（1）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。 

（2）count是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量。 

（3）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"。

（4）loadFactor就是加载因子。

（5）modCount是用来实现fail-fast机制的

 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;

4、put和get方法

（1）put方法

从下面的代码中我们可以看出，Hashtable中的key和value是不允许为空的，当我们想要想Hashtable中添加元素的时候，首先计算key的hash值，然

后通过hash值确定在table数组中的索引位置，最后将value值替换或者插入新的元素，如果容器的数量达到阈值，就会进行扩充。

public synchronized V put(K key, V value)   
        // 确保value不为null  
        if (value == null)   
            throw new NullPointerException();  
          
  
        /* 
         * 确保key在table[]是不重复的 
         * 处理过程： 
         * 1、计算key的hash值，确认在table[]中的索引位置 
         * 2、迭代index索引位置，如果该位置处的链表中存在一个一样的key，则替换其value，返回旧值 
         */  
        Entry tab[] = table;  
        int hash = hash(key);    //计算key的hash值  
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;     //确认该key的索引位置  
        //迭代，寻找该key，替换  
        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;  
              
          
  
        modCount++;  
        if (count >= threshold)   //如果容器中的元素数量已经达到阀值，则进行扩容操作  
            rehash();  
            tab = table;  
            hash = hash(key);  
            index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;  
          
  
        // 在索引位置处插入一个新的节点  
        Entry<K,V> e = tab[index];  
        tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);  
        //容器中元素+1  
        count++;  
        return null;  
      

（2）get方法

同样也是先获得索引值，然后进行遍历，最后返回

public synchronized V get(Object key)   
        Entry tab[] = table;  
        int hash = hash(key);  
        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))   
                return e.value;  
              
          
        return null;  
      

五、---比较不同---

Hashtable和HashMap到底有哪些不同呢

（1）基类不同：HashTable基于Dictionary类，而HashMap是基于AbstractMap。Dictionary是什么？它是任何可将键映射到相应值的类的抽象父类，而AbstractMap是基于Map接口的骨干实现，它以最大限度地减少实现此接口所需的工作。

（2）null不同：HashMap可以允许存在一个为null的key和任意个为null的value，但是HashTable中的key和value都不允许为null。

（3）线程安全：HashMap时单线程安全的，Hashtable是多线程安全的。

（4）遍历不同：HashMap仅支持Iterator的遍历方式，Hashtable支持Iterator和Enumeration两种遍历方式。

尊重作者，尊重原创，参考文章：
http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310887.html#a1
http://cmsblogs.com/?p=618