基于源码的Java集合框架学习⑩ Hashtable

最新推荐文章于 2025-05-18 20:13:06 发布

原创最新推荐文章于 2025-05-18 20:13:06 发布 · 192 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

Java集合框架专栏收录该内容

16 篇文章

订阅专栏

本文详细解析了Hashtable类的实现原理，包括其内部结构、初始化参数、同步机制及与HashMap的区别。探讨了如何通过合理设置初始容量和加载因子提高性能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

类 Hashtable

此类实现一个哈希表，该哈希表将键映射到相应的值。任何非 null 对象都可以用作键或值。

为了成功地在哈希表中存储和检索对象，用作键的对象必须实现 hashCode 方法和 equals 方法。
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(.75)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）。

初始容量主要控制空间消耗与执行 rehash 操作所需要的时间损耗之间的平衡。如果初始容量大于 Hashtable 所包含的最大条目数除以加载因子，则永远不会发生 rehash 操作。但是，将初始容量设置太高可能会浪费空间。

如果很多条目要存储在一个 Hashtable 中，那么与根据需要执行自动 rehashing 操作来增大表的容量的做法相比，使用足够大的初始容量创建哈希表或许可以更有效地插入条目。

Hashtable 是同步的。

源码

Hashtable继承自Dictionary<K,V>，实现了返回所有key和所有value的枚举类的方法：

    public synchronized Enumeration<K> keys() {
        return this.<K>getEnumeration(KEYS);
    }
    public synchronized Enumeration<V> elements() {
        return this.<V>getEnumeration(VALUES);
    }

内部的迭代器以及枚举类都由内部类Enumerator实现：

    private static final int KEYS = 0;
    private static final int VALUES = 1;
    private static final int ENTRIES = 2;

    private class Enumerator<T> implements Enumeration<T>, Iterator<T> {
        Entry[] table = Hashtable.this.table;
        int index = table.length;
        Entry<K,V> entry = null;
        Entry<K,V> lastReturned = null;
        int type;

        /**
         * Indicates whether this Enumerator is serving as an Iterator
         * or an Enumeration.  (true -> Iterator).
         */
        boolean iterator;

        /**
         * The modCount value that the iterator believes that the backing
         * Hashtable should have.  If this expectation is violated, the iterator
         * has detected concurrent modification.
         */
        protected int expectedModCount = modCount;

        Enumerator(int type, boolean iterator) {
            this.type = type;
            this.iterator = iterator;
        }

        public boolean hasMoreElements() {
            Entry<K,V> e = entry;
            int i = index;
            Entry[] t = table;
            /* Use locals for faster loop iteration */
            while (e == null && i > 0) {
                e = t[--i];
            }
            entry = e;
            index = i;
            return e != null;
        }

        public T nextElement() {
            Entry<K,V> et = entry;
            int i = index;
            Entry[] t = table;
            /* Use locals for faster loop iteration */
            while (et == null && i > 0) {
                et = t[--i];
            }
            entry = et;
            index = i;
            if (et != null) {
                Entry<K,V> e = lastReturned = entry;
                entry = e.next;
                return type == KEYS ? (T)e.key : (type == VALUES ? (T)e.value : (T)e);
            }
            throw new NoSuchElementException("Hashtable Enumerator");
        }

        // Iterator methods
        public boolean hasNext() {
            return hasMoreElements();
        }

        public T next() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
            return nextElement();
        }

        public void remove() {
            if (!iterator)
                throw new UnsupportedOperationException();
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException("Hashtable Enumerator");
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();

            synchronized(Hashtable.this) {
                Entry[] tab = Hashtable.this.table;
                int index = (lastReturned.hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

                for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null; e != null;
                     prev = e, e = e.next) {
                    if (e == lastReturned) {
                        modCount++;
                        expectedModCount++;
                        if (prev == null)
                            tab[index] = e.next;
                        else
                            prev.next = e.next;
                        count--;
                        lastReturned = null;
                        return;
                    }
                }
                throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    }