深入集合类系列——HashMap和HashTable的区别

Posted 2020-08-22 精诚所至，金石为开

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入集合类系列——HashMap和HashTable的区别相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

含义：HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

数据结构：HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

HashMap存数据的基本流程：

1、当调用put(key,value)时，首先获取key的hashcode，int hash = key.hashCode();

2、再把hash通过一下运算得到一个int h.

hash ^= (hash >>> 20) ^ (hash >>> 12);

int h = hash ^ (hash >>> 7) ^ (hash >>> 4);

为什么要经过这样的运算呢？这就是HashMap的高明之处。先看个例子，一个十进制数32768(二进制1000 0000 0000 0000)，经过上述公式运算之后的结果是35080(二进制1000 1001 0000 1000)。看出来了吗？或许这样还看不出什么，再举个数字61440(二进制1111 0000 0000 0000)，运算结果是65263(二进制1111 1110 1110 1111)，现在应该很明显了，它的目的是让“1”变的均匀一点，散列的本意就是要尽量均匀分布。那这样有什么意义呢？看第3步。

3、得到h之后，把h与HashMap的承载量（HashMap的默认承载量length是16，可以自动变长。在构造HashMap的时候也可以指定一个长度。这个承载量就是上图所描述的数组的长度。）进行逻辑与运算，即 h & (length-1)，这样得到的结果就是一个比length小的正数，我们把这个值叫做index。其实这个index就是索引将要插入的值在数组中的位置。第2步那个算法的意义就是希望能够得出均匀的index，这是HashTable的改进，HashTable中的算法只是把key的 hashcode与length相除取余，即hash % length，这样有可能会造成index分布不均匀。还有一点需要说明，HashMap的键可以为null，它的值是放在数组的第一个位置。

4、我们用table[index]表示已经找到的元素需要存储的位置。先判断该位置上有没有元素（这个元素是HashMap内部定义的一个类Entity，基本结构它包含三个类，key，value和指向下一个Entity的next）,没有的话就创建一个Entity对象，在 table[index]位置上插入，这样插入结束；如果有的话，通过链表的遍历方式去逐个遍历，看看有没有已经存在的key，有的话用新的value替换老的value；如果没有，则在table[index]插入该Entity，把原来在table[index]位置上的Entity赋值给新的 Entity的next，这样插入结束。

流程总结：key->hashcode->h->index->遍历链表->插入

(1)int hash = key.hashCode();

(2)

hash ^= (hash >>> 20) ^ (hash >>> 12);

int h = hash ^ (hash >>> 7) ^ (hash >>> 4);

(3)h&(length-1)得到index

(4)遍历链表并插入

1、HashTable的实现原理（源代码）

含义：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（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。

HashMap和HashTable的区别

（1）两者最主要的区别在于Hashtable是线程安全，而HashMap则非线程安全

Hashtable的实现方法里面都添加了synchronized关键字来确保线程同步，因此相对而言HashMap性能会高一些，我们平时使用时若无特殊需求建议使用HashMap，在多线程环境下若使用HashMap需要使用Collections.synchronizedMap()方法来获取一个线程安全的集合。

（2）HashMap可以使用null作为key，而Hashtable则不允许null作为key，HashMap以null作为key时，总是存储在table数组的第一个节点上。