HashTable —— 线程安全的散列表

Posted 2020-10-09 roman kickCode

HashTable 的一些认识：

1. 　　底层使用散列表，存贮键值对，键值非null
2.        使用synchronize 保证线程安全
3. 　　如果多线程高发量，推荐使用 concurrentHashMap；如无需多线程，可使用 HashMap

■ 重要全局变量

//The hash table data.
//底层维护一个Entry(键值对)数组
private transient Entry<K,V>[] table;

//The total number of entries in the hash table.
//元素总量，等同于HashMap的size
private transient int count;

//The load factor for the hashtable.
//负载因子
private float loadFactor;

/** 
 * The table is rehashed when its size exceeds this threshold.
 * (The value of this field is (int)(capacity * loadFactor).)
 * 超过阈值进行rehash
 */
private int threshold;
/**
  * The number of times this Hashtable has been structurally modified
  * Structural modifications are those that change the number of entries in
  * the Hashtable or otherwise modify its internal structure (e.g.,
  * rehash).  This field is used to make iterators on Collection-views of
  * the Hashtable fail-fast.  (See ConcurrentModificationException).
  * 结构性变动时modCount计数+1，用于遍历时的fail-fast机制生效
  */
private transient int modCount = 0

 

■ 构造函数

/**
     * Constructs a new, empty hashtable with the specified initial
     * capacity and the specified load factor.
     */
    public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);

        if (initialCapacity==0)
            initialCapacity = 1;    //没有强调2次幂，cap为0时，默认是1
        this.loadFactor = loadFactor;
        table = new Entry<?,?>[initialCapacity];
        threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
    }

   
    /**
     * Constructs a new, empty hashtable with a default initial capacity (11)
     * and load factor (0.75).
     * 容量11，负载因子 0.75
     */
    public Hashtable() {
        this(11, 0.75f);
    }    

 

■主要方法

   - put(K key, V value)

public synchronized V put(K key, V value) {
    // Make sure the value is not null，而HashMap选择将key为null永远存放为table[0]位置
    if (value == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    // Makes sure the key is not already in the hashtable.
    //确保key不在hashtable中
    //首先，通过hash方法计算key的哈希值，并计算得出index值，确定其在table[]中的位置
    //其次，迭代index索引位置的链表，如果该位置处的链表存在相同的key，则替换value，返回旧的value
    Entry tab[] = table;
    int hash = hash(key);
    //计算下标，这里使用%方法，性能远不及HashMap的位运算 (这也是不推荐使用HashTable的原因之一)
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
        //直接使用equals比较，而HashMap多了一层地址比较 `((k = e.key) == key || key.equals(k))`
        if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
            V old = e.value;
            e.value = value;
            return old;
        }
    }

    //结构性变更操作 modCount计数+1
    modCount++;
    //HashMap选择新增addEntry方法封装一下逻辑
    if (count >= threshold) {
        // Rehash the table if the threshold is exceeded
        //如果超过阀值，就进行rehash操作
        rehash();
        tab = table;
        hash = hash(key);
        index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    }
    // Creates the new entry.
    //将值插入，返回的为null
    Entry<K,V> e = tab[index];
    // 创建新的Entry节点，并将新的Entry插入Hashtable的index位置，并设置e为新的Entry的下一个元素
    tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    //size++
    count++;
    return null;
}

- get(Object key)

public synchronized V get(Object key) {
        Entry tab[] = table;   //临时拷贝，保证数据的时效性
        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;
    }

 ■ HashTable 遍历

/**
 * Created by roman on 2017/10/03.
 *【2017 java‘s day】
 */
public class ListHashTableTest {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable<String, Object> hb = new Hashtable<String, Object>();
        hb.put("1", "Java");
        hb.put("flag", true);
        hb.put("age", 44);

        Iterator iterator = hb.keySet().iterator();
        iterator.forEachRemaining(value -> System.out.println(hb.get(value)));  //使用了lamda
    }
}

 

■ HashTable VS HashMap

• HashTable 基于 Dictionary 类，而 HashMap 是基于 AbstractMap。Dictionary 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 接口的实现，它以最大限度地减少实现此接口所需的工作.
• HashMap 的 key 和 value 都允许为 null，而 Hashtable 的 key 和 value 都不允许为 null。HashMap 遇到 key 为 null 的时候，调用 putForNullKey 方法进行处理(统一放入table[0]位置)，而对 value 没有处理；Hashtable遇到 null，直接返回 NullPointerException.
• Hashtable 方法是同步，而HashMap则不是。Hashtable 中的几乎所有的 public 的方法都是 synchronized 的，而有些方法也是在内部通过 synchronized 代码块来实现。
• HashTable由于使用sync和%运算(以及相关算法实现)的缘故，相比于HashMap，性能较低，因此非常不推荐继续使用HashTable。
• 非竞争环境下推荐使用HashMap。
• 多线程环境下推荐使用ConcurrentHashMap。