再不用担心面试官问 HashTable 和 HashMap 的区别了

Hashtable同样实现了Serializable接口,它支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆。

下面主要介绍一下HashTable和HashMap区别

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HashTable和HashMap区别

1、继承的父类不同

Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap继承自AbstractMap类。但二者都实现了Map接口。

2、线程安全性不同

javadoc中关于hashmap的一段描述如下:此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个哈希映射,而其中至少一个线程从结构上修改了该映射,则它必须保持外部同步。

Hashtable 中的方法是Synchronize的,而HashMap中的方法在缺省情况下是非Synchronize的。在多线程并发的环境下,可以直接使用Hashtable,不需要自己为它的方法实现同步,但使用HashMap时就必须要自己增加同步处理。(结构上的修改是指添加或删除一个或多个映射关系的任何操作;仅改变与实例已经包含的键关联的值不是结构上的修改。)这一般通过对自然封装该映射的对象进行同步操作来完成。如果不存在这样的对象,则应该使用 Collections.synchronizedMap 方法来“包装”该映射。最好在创建时完成这一操作,以防止对映射进行意外的非同步访问,如下所示:

Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(…));

Hashtable 线程安全很好理解,因为它每个方法中都加入了Synchronize。这里我们分析一下HashMap为什么是线程不安全的:

HashMap底层是一个Entry数组,当发生hash冲突的时候,hashmap是采用链表的方式来解决的,在对应的数组位置存放链表的头结点。对链表而言,新加入的节点会从头结点加入。另外,欢迎关注我们,公号终码一生,后台回复“资料”获取视频教程和最新面试资料。

我们来分析一下多线程访问:

(1)在hashmap做put操作的时候会调用下面方法

// 新增Entry。将“key-value”插入指定位置,bucketIndex是位置索引。

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

// 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中

Entry<K,V> e = table[bucketIndex];

// 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”,

// 设置“e”为“新Entry的下一个节点”

table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);

// 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”,则调整HashMap的大小

if (size++ >= threshold)

resize(2 * table.length);

}

在hashmap做put操作的时候会调用到以上的方法。现在假如A线程和B线程同时对同一个数组位置调用addEntry,两个线程会同时得到现在的头结点,然后A写入新的头结点之后,B也写入新的头结点,那B的写入操作就会覆盖A的写入操作造成A的写入操作丢失

(2)删除键值对的代码

// 删除“键为key”的元素

final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {

// 获取哈希值。若key为null,则哈希值为0;否则调用hash()进行计算

int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());

int i = indexFor(hash, table.length);

Entry<K,V> prev = table[i];

Entry<K,V> e = prev;

// 删除链表中“键为key”的元素

// 本质是“删除单向链表中的节点”

while (e != null) {

Entry<K,V> next = e.next;

Object k;

if (e.hash == hash &&

((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {

modCount++;

size–;

if (prev == e)

table[i] = next;

else

prev.next = next;

e.recordRemoval(this);

return e;

}

prev = e;

e = next;

}

return e;

}

当多个线程同时操作同一个数组位置的时候,也都会先取得现在状态下该位置存储的头结点,然后各自去进行计算操作,之后再把结果写会到该数组位置去,其实写回的时候可能其他的线程已经就把这个位置给修改过了,就会覆盖其他线程的修改

(3)addEntry中当加入新的键值对后键值对总数量超过门限值的时候会调用一个resize操作,代码如下:

// 重新调整HashMap的大小,newCapacity是调整后的容量

void resize(int newCapacity) {

Entry[] oldTable = table;

int oldCapacity = oldTable.length;

//如果就容量已经达到了最大值,则不能再扩容,直接返回

if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {

threshold = Integer.MAX_VALUE;

return;

}

// 新建一个HashMap,将“旧HashMap”的全部元素添加到“新HashMap”中,

// 然后,将“新HashMap”赋值给“旧HashMap”。

Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];

transfer(newTable);

table = newTable;

threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);

}

这个操作会新生成一个新的容量的数组,然后对原数组的所有键值对重新进行计算和写入新的数组,之后指向新生成的数组。

当多个线程同时检测到总数量超过门限值的时候就会同时调用resize操作,各自生成新的数组并rehash后赋给该map底层的数组table,结果最终只有最后一个线程生成的新数组被赋给table变量,其他线程的均会丢失。而且当某些线程已经完成赋值而其他线程刚开始的时候,就会用已经被赋值的table作为原始数组,这样也会有问题。

3、是否提供contains方法

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。

Hashtable则保留了contains,containsValue和containsKey三个方法,其中contains和containsValue功能相同。

我们看一下Hashtable的ContainsKey方法和ContainsValue的源码:

public boolean containsValue(Object value) {

return contains(value);

}

// 判断Hashtable是否包含“值(value)”

public synchronized boolean contains(Object value) {

//注意,Hashtable中的value不能是null,

// 若是null的话,抛出异常!

if (value == null) {

throw new NullPointerException();

}

// 从后向前遍历table数组中的元素(Entry)

// 对于每个Entry(单向链表),逐个遍历,判断节点的值是否等于value

Entry tab[] = table;

for (int i = tab.length ; i-- > 0 😉 {

for (Entry<K,V> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) {

if (e.value.equals(value)) {

return true;

}

}

}

return false;

}

// 判断Hashtable是否包含key

public synchronized boolean containsKey(Object key) {

Entry tab[] = table;

/计算hash值,直接用key的hashCode代替

int hash = key.hashCode();

// 计算在数组中的索引值

int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

// 找到“key对应的Entry(链表)”,然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素

for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {

if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {

return true;

}

}

return false;

}

下面我们看一下HashMap的ContainsKey方法和ContainsValue的源码:

// HashMap是否包含key

public boolean containsKey(Object key) {

return getEntry(key) != null;

}

// 返回“键为key”的键值对

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {

// 获取哈希值

// HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置,“key不为null”的则调用hash()计算哈希值

int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());

// 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素

for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];

e != null;

e = e.next) {

Object k;

if (e.hash == hash &&

((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

return e;

}

return null;

}

// 是否包含“值为value”的元素

public boolean containsValue(Object value) {

// 若“value为null”,则调用containsNullValue()查找

if (value == null)

return containsNullValue();

// 若“value不为null”,则查找HashMap中是否有值为value的节点。

Entry[] tab = table;

for (int i = 0; i < tab.length ; i++)

for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)

if (value.equals(e.value))

return true;

return false;

}

通过上面源码的比较,我们可以得到第四个不同的地方

4、key和value是否允许null值

其中key和value都是对象,并且不能包含重复key,但可以包含重复的value。

通过上面的ContainsKey方法和ContainsValue的源码我们可以很明显的看出:

Hashtable中,key和value都不允许出现null值。但是如果在Hashtable中有类似put(null,null)的操作,编译同样可以通过,因为key和value都是Object类型,但运行时会抛出NullPointerException异常,这是JDK的规范规定的。另外,欢迎关注我们,公号终码一生,后台回复“资料”获取视频教程和最新面试资料。

HashMap中,null可以作为键,这样的键只有一个;可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时,可能是 HashMap中没有该键,也可能使该键所对应的值为null。因此,在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个键, 而应该用containsKey()方法来判断。

5、两个遍历方式的内部实现上不同

Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由于历史原因,Hashtable还使用了Enumeration的方式 。

6、hash值不同

哈希值的使用不同,HashTable直接使用对象的hashCode。而HashMap重新计算hash值。

hashCode是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。

Hashtable计算hash值,直接用key的hashCode(),而HashMap重新计算了key的hash值,Hashtable在求hash值对应的位置索引时,用取模运算,而HashMap在求位置索引时,则用与运算,且这里一般先用hash&0x7FFFFFFF后,再对length取模,&0x7FFFFFFF的目的是为了将负的hash值转化为正值,因为hash值有可能为负数,而&0x7FFFFFFF后,只有符号外改变,而后面的位都不变。

7、内部实现使用的数组初始化和扩容方式不同

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