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Java开发-面试题-0004-HashMap 和 Hashtable的区别

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HashMap 和 **Hashtable **的区别

  • 线程安全性

    • HashMap:**非线程安全。**在多线程环境下,不保证一致性。如果多个线程并发访问一个 HashMap,并且至少有一个线程修改了映射结构,必须自行同步。

    • Hashtable:**线程安全。**内部使用同步方法来保证线程安全,因此在多线程环境下可以安全使用。但由于同步开销较大,性能较低。

      // Hashtable 里面的方法都使用了 synchronized 修饰,用于保证线程安全
      public synchronized int size() {...}
      public synchronized boolean contains(Object value) {...}
      public synchronized boolean containsKey(Object key) {...}
      public synchronized V get(Object key) {...}
      public synchronized V put(K key, V value) {...}
      
  • 同步机制

    • HashMap:所有方法都没有进行同步操作。可以通过外部同步实现,比如使用 (java.util.Collections#synchronizedMap)Collections.synchronizedMap(new HashMap<K,V>()) 方法;

          // 1.里面是依赖于一个静态内部类,SynchronizedMap// 2.将传过来的 Map 封装进这个静态内部类中// 3,这个静态内部类里面的方法都是 synchronized 修饰的,所以可以保持线程安全public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {return new SynchronizedMap<>(m);}private static class SynchronizedMap<K,V>implements Map<K,V>, Serializable {public boolean containsKey(Object key) {synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}}public Set<K> keySet() {synchronized (mutex) {if (keySet==null)keySet = new SynchronizedSet<>(m.keySet(), mutex);return keySet;}}}
      
    • Hashtable:所有方法都使用 synchronized 关键字进行了同步处理。

  • 性能

    • HashMap:由于没有同步开销,性能较高。
    • Hashtable:由于每个方法都同步,性能较低。
  • Null 值和 Null 键

    • HashMap:允许一个 null 键和多个 null 值。

    • Hashtable:**不允许 null 键和 null 值。**插入 null 键或 null 值会抛出 NullPOinterException。

      // Hashtable 的 put 方法源码里面有标明// @exception  NullPointerException  if the key or value is <code>null</code>
      public synchronized V put(K key, V value) {// Make sure the value is not nullif (value == null) {throw new NullPointerException();}...
      }
      
  • 继承体系

    • HashMap:继承自 AbstractMap,并实现了 Map 接口。
    • Hashtable:继承自 Dictionary,并实现了 Map 接口。
  • 遍历方式

    • HashMap:通过 Iterator 进行遍历,使用 fail-fast 机制。如果在遍历时 HashMap 结构发生变化(除通过 Iterator 的 remove 方法外),会抛出 ConcurrentModificationException
    • Hashtable:通过 Enumeration 进行遍历,不是 fail-fast 机制。
  • 初始容量和扩容体系

    • HashMap:默认初始容量为 16,负载因子为 0.75。当容量达到初始容量的 75% 时会扩容。扩容机制是将容量翻倍,并重新哈希现有的键值对。(当知道要初始化HashMap的大小时,推荐使用:com.google.common.collect.Maps#newHashMapWithExpectedSize,自带优化容量算法,协助创建容量大小更合适的HashMap)

          /*** The default initial capacity - MUST be a power of two.*/static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16/*** The load factor used when none specified in constructor.*/static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
      
    • Hashtable:默认初始容量为 11,负载因子为 0.75。当容量达到初始容量的 75% 时会扩容。扩容机制是容量翻倍加1,并重新哈希现有的键值对。

  • 存储结构

    • HashMap:使用哈希表实现, Java 8 以后,当桶中元素超过8个(即 > 8)时,会将链表转换为红黑树,以提高性能。当桶中元素数量减少到 6 个或更少(即**<= 6**)时,红黑树会退化回链表。(数组 + 链表 + 红黑树

          /*** The bin count threshold for using a tree rather than list for a* bin.  Bins are converted to trees when adding an element to a* bin with at least this many nodes. The value must be greater* than 2 and should be at least 8 to mesh with assumptions in* tree removal about conversion back to plain bins upon* shrinkage.*/static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;/*** The bin count threshold for untreeifying a (split) bin during a* resize operation. Should be less than TREEIFY_THRESHOLD, and at* most 6 to mesh with shrinkage detection under removal.*/static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
      
    • Hashtable:使用哈希表实现,始终使用链表来处理冲突,没有红黑树优化。

  • 使用场景

    • HashMap:适用于非线程安全的环境,特别是大多数单线程场景中,是最常用的 Map 实现。
    • Hashtable:适用于线程安全的环境,但由于其性能开销,通常推荐使用 ConcurrentHashMap 替代。

在这里插入图片描述

上图由 RealVisXL 生成

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