Java开发-面试题-0004-HashMap 和 Hashtable的区别
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HashMap 和 **Hashtable **的区别
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线程安全性
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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。
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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) {...}
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同步机制
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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;}}}
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Hashtable:所有方法都使用 synchronized 关键字进行了同步处理。
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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。
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Null 值和 Null 键
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HashMap:允许一个 null 键和多个 null 值。
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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();}... }
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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。
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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。
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初始容量和扩容体系
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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;
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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。
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存储结构
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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;
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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。
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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。
- 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
上图由 RealVisXL 生成
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