Hashtable与ConcurrentHashMap的区别

Posted 2023-04-04 哔卟哔卟_: )

HashTable与ConcurrentHashMap的区别

• 🔎Hashtable
• 🔎ConcurrentHashMap
• 🔎区别
• 🔎结尾

多线程下使用哈希表
(1)HashMap 线程不安全(不建议使用)
(2)Hashtable 线程安全(不建议使用)
(3)ConcurrentHashMap 线程安全(建议使用)

🔎Hashtable

Hashtable 只是简单的把关键方法加上了锁

如图

这相当于对Hashtable本身加锁

无论做什么都需要加锁

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🔎ConcurrentHashMap

注意
ConcurrentHashMap 是JDK1.8引入的

ConcurrentHashMap 仍然是使用 synchronized 进行加锁
但不是锁住整个对象
而是用每个链表的头节点作为锁的对象

🔎区别

(1)加锁粒度不同

对于 Hashtable, 直接为整个哈希表加锁🥝

当多个线程插入多个不同的元素(多线程修改多个不同的变量)
线程1在下标1位置上插入元素
线程2在下标2位置上插入元素
这种操作不会引起线程安全问题, 但由于对整个哈希表都加了锁, 所以也会产生锁冲突

对于 ConcurrentHashMap, 将每个链表的头节点作为一把锁🥝

当多个线程插入多个不同的元素(多线程修改多个不同的变量)
线程1在下标1位置上插入元素
线程2在下标2位置上插入元素
由于将每个链表的头节点作为一把锁, 所以这种情况下不会产生锁冲突

(2)利用了CAS

对于 Hashtable🥝

size 属性通过 synchronized 操作更新(较慢)

对于 ConcurrentHashMap🥝

size 属性通过 CAS 更新(较快)

(3)扩容策略的调整

对于 Hashtable🥝

一旦触发扩容给操作, 就需要持有锁的线程完成整个扩容过程(将旧的元素搬运到新的内存空间, 搬运完毕将旧的内存空间释放), 该过程涉及到大量的元素拷贝, 效率较低

对于 ConcurrentHashMap🥝

化整为零
扩容操作不会一次性将所有元素全部搬运,而是只搬运一小部分
扩容时, 新旧空间同时存在
后续的线程也会执行上述操作, 直到将所有元素全部搬运完毕
由于每次只需要拷贝少量元素, 效率较高

(在扩容期间)
插入元素会插入在新开辟的内存空间
查找元素会同时查找新旧两块空间
删除元素会同时查找新旧两块空间,在哪块空间就删除哪块空间的元素

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🔎结尾

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HashMap与Hashtable

HashMap与Hashtable数据结构几乎是相同的（数组+链表），核心方法的实现也大致相同

主要讨论不同，比较两者不同从JDK源码入手

一、父类不同

HashMap父类AbstractMap

Hashtable父类Dictionary

　　Dictionary类源码已注释被弃用

　　Hashtable类源码注释也表明Hashtable已被淘汰

 * Java Collections Framework</a>.  Unlike the new collection
 * implementations, {@code Hashtable} is synchronized.  If a
 * thread-safe implementation is not needed, it is recommended to use
 * {@link HashMap} in place of {@code Hashtable}.  If a thread-safe
 * highly-concurrent implementation is desired, then it is recommended
 * to use {@link java.util.concurrent.ConcurrentHashMap} in place of
 * {@code Hashtable}.
// 如果你不需要线程安全，那么使用HashMap，如果需要线程安全，那么使用ConcurrentHashMap。HashTable已经被淘汰了，不要在新的代码中再使用它。

二、Synchronize

Hashtable是线程安全的，它的每个方法中都加入了Synchronize方法。

HashMap不是线程安全的，在多线程并发的环境下，使用HashMap时就必须要自己增加同步处理。

（虽然HashMap不是线程安全的，但是它的效率会比Hashtable要好很多。这样设计是合理的。在我们的日常使用当中，大部分时间是单线程操作的。HashMap把这部分操作解放出来了。当需要多线程操作的时候可以使用线程安全的ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的，但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为ConcurrentHashMap使用了分段锁，并不对整个数据进行锁定。）

三、初始容量和扩充容量

HashMap初始容量16，扩容默认为原来容量的2倍

Hashtable初始容量11，扩容默认为原来容量的2倍+1

四、hash值算法不同

HashMap：  具体原因可参考JDK源码学习笔记——HashMap

　　1.int hash = (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) ；

　　2.int index = (table.length - 1) & hash；

　　3.tableSizeFor()方法保证数组容量一定是2的次幂

Hashtable：

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

五、put时的不同

1、HashMap支持key==null value==null，hash方法专门有对key==null的处理

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

Hashtable不支持null

    public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {// value==null抛异常
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();// key==null抛异常
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

2、JDK1.8 HashMap引入了红黑树，链表超过最大长度(8)，将链表改为红黑树再添加元素

3、hash碰撞之后的处理

　　HashMap：在链表尾加入元素

　　Hashtable：在链表头加入元素

 

参考资料：

HashMap 和 HashTable 到底哪不同 ？

HashMap 与HashTable的区别