Hashtable介绍

Posted 2021-02-02 jameszheng

前面我们介绍了HashMap的结构和原理，这里介绍一个跟它类似的Hashtable。

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。

Hashtable的结构图：

 

和HashMap类似，Hashtable里面是Entry[]，每个entry都是一个链表，只是HashMap会多一个二叉树的结构。

构造方法：

 1 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
 2         if (initialCapacity < 0)
 3             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
 4                                                initialCapacity);
 5         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
 6             throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);
 7 
 8         if (initialCapacity==0)
 9             initialCapacity = 1;
10         this.loadFactor = loadFactor;
11         table = new Entry<?,?>[initialCapacity];
12         threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
13     }
14 
15     
16     public Hashtable(int initialCapacity) {
17         this(initialCapacity, 0.75f);
18     }
19 
20    
21     public Hashtable() {
22         this(11, 0.75f);
23     }
24 
25    
26     public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) {
27         this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
28         putAll(t);
29     }

其他的方法源码就不一一列举出来了，都是带同步的。

HashMap与Hashtable的比较：

相同点：

HashMap和Hashtable都是存储“键值对(key-value)”的散列表，而且都是采用拉链法实现的。
存储的思想都是：通过table数组存储，数组的每一个元素都是一个Entry；而一个Entry就是一个单向链表，Entry链表中的每一个节点就保存了key-value键值对数据。

添加key-value键值对：首先，根据key值计算出哈希值，再计算出数组索引(即，该key-value在table中的索引)。然后，根据数组索引找到Entry(即，单向链表)，再遍历单向链表，将key和链表中的每一个节点的key进行对比。若key已经存在Entry链表中，则用该value值取代旧的value值；若key不存在Entry链表中，则新建一个key-value节点，并将该节点插入Entry链表的表头位置。
删除key-value键值对：删除键值对，相比于“添加键值对”来说，简单很多。首先，还是根据key计算出哈希值，再计算出数组索引(即，该key-value在table中的索引)。然后，根据索引找出Entry(即，单向链表)。若节点key-value存在与链表Entry中，则删除链表中的节点即可。

不同点：

1 继承和实现方式不同

HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。

2 线程安全不同

Hashtable的几乎所有函数都是同步的，即它是线程安全的，支持多线程。
而HashMap的函数则是非同步的，它不是线程安全的。

3 对null值的处理不同

HashMap的key、value都可以为null。
Hashtable的key、value都不可以为null。

4 遍历方式不同

HashMap只支持Iterator(迭代器)遍历。此种迭代方式，HashMap是“从前向后”的遍历数组；Hashtabl是“从后往前”的遍历数组；

而Hashtable支持Iterator(迭代器)和Enumeration(枚举器)两种方式遍历。

5 添加元素时的hash值算法不同

HashMap添加元素时，是使用自定义的哈希算法。

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

Hashtable没有自定义哈希算法，而直接采用的key的hashCode()。

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

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        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;
    }

6 容量的初始值和增加方式不一样

HashMap默认的“加载因子”是0.75,默认的容量大小是16；增加容量时，每次将容量变为“原始容量x2”。
Hashtable默认的“加载因子”是0.75,默认的容量大小是11；增加容量时，每次将容量变为“原始容量x2 + 1”。

Hashtable就介绍到这里，后面会介绍ConcurrentHashMap。