分享知识-快乐自己：HashMap 与 HashTable 的区别

Posted 2021-02-04 mlq2017

特性：

HashMap 与 Hashtable 的分析：

1）：HashMap简介

　　1、底层数组+链表实现，可以存储null键和null值，线程不安全

　　2、HashMap 不是线程安全的

　　3、HashMap 是 map 接口的子类。

　　4、HashMap 允许null key 和 null value。

　　5、允许 key 重复，但是会把之前的覆盖。

　　6、HashMap 是 Hashtable 的轻量级实现（非线程安全的实现），他们都完成了Map接口。

　　7、HashMap 是 reHash算法，而 HashTable 是 hash算法。两者差不多

　　8、HashMap 把 Hashtable 的 contains 方法去掉了，改成 containsvalue 和 containsKey。因为contains方法容易让人引起误解。

HashMap结构图：

简单来说，HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（如果不同的key映射到了数组的同一位置处，就将其放入单链表中）。

如果定位到的数组位置不含链表（当前entry的next指向null）,那么对于查找，添加等操作很快，仅需一次寻址即可；如果定位到的数组包含链表，对于添加操作，其时间复杂度为O(n)，首先遍历链表，存在即覆盖，否则新增；对于查找操作来讲，

仍需遍历链表，然后通过key对象的equals方法逐一比对查找。所以，性能考虑，HashMap中的链表出现越少，性能才会越好。

几个比较重要的字段：

//实际存储的key-value键值对的个数
transient int size;

//阈值，当table == {}时，该值为初始容量（初始容量默认为16）；当table被填充了，也就是为table分配内存空间后，threshold一般为 capacity*loadFactory。
//HashMap在进行扩容时需要参考threshold，后面会详细谈到
int threshold;

//负载因子，代表了table的填充度有多少，默认是0.75
final float loadFactor;

//用于快速失败，由于HashMap非线程安全，在对HashMap进行迭代时，如果期间其他线程的参与导致HashMap的结构发生变化了（比如put，remove等操作），需要抛出异常ConcurrentModificationException
transient int modCount;

HashMap有4个构造器，其他构造器如果用户没有传入 initialCapacity 和 loadFactor这两个参数，会使用默认值 initialCapacity默认为16，loadFactory默认为0.75

我们看下其中一个：

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
　　　　　//此处对传入的初始容量进行校验，最大不能超过MAXIMUM_CAPACITY = 1<<30(230)
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);

        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = initialCapacity;
　　　　　
        init();//init方法在HashMap中没有实际实现，不过在其子类如 linkedHashMap中就会有对应实现
    }

从上面这段代码我们可以看出，在常规构造器中，没有为数组 table 分配内存空间（有一个入参为指定Map的构造器例外），而是在执行 put 操作的时候才真正构建 table 数组 OK。

接下来我们来看看put操作的实现吧。

public V put(K key, V value) {
        //如果table数组为空数组{}，进行数组填充（为table分配实际内存空间），入参为threshold，此时threshold为initialCapacity 默认是1<<4(24=16)
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
       //如果key为null，存储位置为table[0]或table[0]的冲突链上
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);//对key的hashcode进一步计算，确保散列均匀
        int i = indexFor(hash, table.length);//获取在table中的实际位置
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        //如果该对应数据已存在，执行覆盖操作。用新value替换旧value，并返回旧value
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }
        modCount++;//保证并发访问时，若HashMap内部结构发生变化，快速响应失败
        addEntry(hash, key, value, i);//新增一个entry
        return null;
    }

2）：HashTable介绍

　　1、底层数组+链表实现.

　　2、无论 key 还是 value 都不能为 null。

　　3、线程安全：实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低。

　　4、Hashtable同样是基于哈希表实现的，同样每个元素是一个key-value对，其内部也是通过单链表解决冲突问题。

　　5、hashtable 采用 hash 算法。