hashtable、hashmap、ConcurrentHashMap、treemap的区别

最新推荐文章于 2025-05-12 17:05:12 发布
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HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap 、HashSet、TreeMap、LinkedHashMap
weixin_45967584的博客
03-22 1005
HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap 、HashSet、TreeMap、LinkedHashMap、源码、线程安全、并发、去重、自定义排序、顺序插入，顺序访问、节点、迭代、遍历
HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap区别及底层实现等
火山的博客
04-29 983
目录HashTableHashMapConcurrentHashMapHashMap和ConcurrentHashMap的区别总结 HashTable 底层数组+链表实现，无论key还是value都不能为null，线程安全，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低，ConcurrentHashMap做了相关优化 初始size为11，扩容：newsize = olesize*2+1 计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.l
HashTable HashMap ConcurrentHashMap 的介绍以及区别
qq_54469537的博客
01-27 1685
本文主要是介绍HashMap HashTable 以及ConcurrentHashMap三者,以及这三者之间的区别
HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap、TreeMap的区别
qq_40651753的博客
07-03 896
1、HashMap： 实现了Map接口，允许一个NULL键和多个NULL值，是非线程安全的，当出现多线程操作时就涉及到了数据的同步问题，可以通过使用Collections.synchronizedMap(Map<K,V> m)方法来从HashMap中获取线程安全的Map，但是这个synchronized会锁住整个HashMap，意味着会效率低， 2、HashTable：...
Hashtable、HashMap、ConcurrentHashMap、TreeMap的区别
qq_34818643的博客
05-31 439
Hashtable、HashMap、ConcurrentHashMap、TreeMap的区别 HashMap是继承自AbstractMap类，而HashTable是继承自Dictionary类。不过它们都同时实现了map、Cloneable（可复制）、Serializable（可序列化）这三个接口。存储的内容是基于key-value的键值对映射，不能有重复的key，而且一个key只能映射一个value。HashSet底层就是基于HashMap实现的。 Hashtable的key、value都不能为null
HashMap、Hashtable 和 ConcurrentHashMap
jkl12345669的博客
05-12 493
如果你的应用程序是单线程的，推荐使用HashMap，因为它性能最高。如果你的应用程序是多线程的，且对性能要求较高，推荐使用。Hashtable已经被标记为过时，不推荐在新项目中使用。希望这个表格和解释能帮助你更好地理解这三种集合的区别和适用场景！
Hashtable、HashMap、TreeMap
qq_39694454的博客
05-12 478
Hashtable、HashMap、TreeMap之间有什么异同？ 都是以键值对的形式存储和操作数据的容器类型。 HashTable 由早期Java类库提供的一个哈希表实现，是线程安全的，不支持 null 键和值 。出于同步导致的性能开销，已经很少被推荐使用。 HashMap 由应用更加广泛的哈希表实现，基本上与 HsahTable 相同，但不是线程安全的，且支持 null 键和值。通常进行 put 或 get 操作时，其时间复杂度为 O(1) ，所以其是绝大部分利用键值对存取场景的首选。 TreeMap
HashMap，HashTable，TreeMap，ConcurrentHashMap 的区别
BearSilencer的博客
05-13 313
HashMap TreeMap HashTable 集合 HashMap HashTable TreeTable 实现 public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable public class Hashtable<K,V> extends D.
Hashtable、HashMap、concurrentHashMap、LinkedHashMap、TreeMap
ScorpC的博客
11-05 270
一、Hashtable Hashtable继承自Dictionary类，Dictionary类是一个已经被废弃的类（见其源码中的注释）。父类都被废弃，自然而然也没人用它的子类Hashtable了。 Hashtable 的 API 都是 sychronized 的，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个 Hashtable，效率低。因此是线程安全的，可以直接用在多线程环境中； 由于 Hashtable 中的所有数据都加了锁，因此性能最差； 底层采用：数组+链表实现。 初始 size 为11，扩容：.
基于在线神经补偿器的双倒摆模型参考控制仿真.zip
最新发布
08-17
1.版本：matlab2014a/2019b/2024b 2.附赠案例数据可直接运行。 3.代码特点：参数化编程、参数可方便更改、代码编程思路清晰、注释明细。 4.适用对象：计算机，电子信息工程、数学等专业的大学生课程设计、期末大作业和毕业设计。
基于深度学习的车牌识别系统_支持多种车牌类型识别和数据库存储管理_包含车牌定位_字符分割_OCR识别全流程_可用于停车场管理_交通监控等场景_采用OpenCV_SVM模型_Hype.zip
08-17
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PyCharm高效开发技巧：从入门到精通的完整指南
08-17
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java全国降水分析可视化系统的设计与实现--springboot源代码（springboot+mysql+说明文档）计算机毕业设计源码.zip
08-17
完整前后端源码，部署后可正常运行！ 环境说明 开发语言：Java后端 框架：springboot，mybatis JDK版本：JDK1.8+ 数据库：mysql 5.7+ 数据库工具：Navicat11+ 开发软件：eclipse/idea Maven包：Maven3.3+
数据虫巢公众号《数据与广告》系列的机器学习实例解析
08-17
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root-hist-draw-6.30.08-1.el8.tar.gz
08-17
# 适用操作系统：Centos8 #Step1、解压 tar -zxvf xxx.el8.tar.gz #Step2、进入解压后的目录，执行安装 sudo rpm -ivh *.rpm
root-notebook-6.30.08-1.el8.tar.gz
08-17
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使用 Flask 开发集成 ECharts/Pyecharts 的机器学习模型部署 Web 程序
08-17
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（48页PPT）企业数据治理体系建设方案.pptx
08-17
（48页PPT）企业数据治理体系建设方案.pptx
✅HashMap、Hashtable和ConcurrentHashMap的区别？默认的初始容量和扩容机制
07-31
<think>我们正在讨论HashMap、Hashtable和ConcurrentHashMap的区别，特别是默认初始容量和扩容机制。根据引用内容，我们可以总结如下： 1. **HashMap**: - 默认初始容量：16（引用[2]提到） - 扩容机制：当元素数量超过阈值（容量*负载因子，默认0.75）时，扩容为原来的2倍（即新容量=旧容量*2）。在JDK1.8中，当链表长度超过8且数组长度大于等于64时，链表会转换为红黑树。 2. **Hashtable**: - 默认初始容量：11（引用[2]提到） - 扩容机制：当元素数量超过阈值（容量*负载因子，默认0.75）时，扩容为原来的2倍加1（即新容量=旧容量*2+1）。 3. **ConcurrentHashMap**: - 默认初始容量：16（引用[2]提到） - 扩容机制：在JDK1.7中采用分段锁，扩容时只针对每个段进行；在JDK1.8中，采用CAS和synchronized，扩容时支持多线程协同扩容（即协助扩容），每次扩容为原来的2倍。 此外，我们还需要注意它们在数据结构、线程安全、null值处理等方面的区别： - **线程安全性**：HashMap非线程安全；Hashtable和ConcurrentHashMap是线程安全的，但实现机制不同（Hashtable使用全表锁，ConcurrentHashMap在JDK1.7使用分段锁，在JDK1.8使用CAS+synchronized锁住单个桶）。 - **null值处理**：HashMap允许key和value为null；Hashtable和ConcurrentHashMap不允许（引用[5]解释：Hashtable会进行校验并抛出空指针异常，ConcurrentHashMap不允许是因为并发场景下null值容易引起歧义）。 下面，我们将以表格形式对比三者的区别，并详细说明默认初始容量和扩容机制。 ### 对比表格 | **特性** | **HashMap** | **Hashtable** | **ConcurrentHashMap** | |------------------|-------------------|--------------------|-----------------------------| | **线程安全** | 否 | 是（全表锁） | 是（分段锁/CAS+桶锁） | | **初始容量** | 16 | 11 | 16 | | **扩容机制** | 2倍扩容 | 2倍+1扩容 | 2倍扩容（分段/桶级扩容） | | **负载因子** | 0.75 | 0.75 | 0.75 | | **null值支持** | key和value均可为null | 均不允许 | 均不允许 | | **数据结构** | JDK1.8：数组+链表/红黑树 | 数组+链表 | JDK1.8：数组+链表/红黑树 | | **继承关系** | 继承AbstractMap | 继承Dictionary | 实现ConcurrentMap接口 | ### 详细说明 #### 1. HashMap - **初始容量**：默认16，可以通过构造函数指定（但会自动调整为2的幂次方，因为使用位运算代替取模运算）。 - **扩容机制**：当元素数量超过阈值（容量*负载因子）时，触发扩容。扩容后容量变为原来的2倍，然后重新计算每个元素的位置（重新哈希）。在JDK1.8中，扩容时会将链表拆分成两个链表（高位链表和低位链表），然后分别放入新数组的对应位置。 #### 2. Hashtable - **初始容量**：默认11，可以通过构造函数指定（任意正整数）。 - **扩容机制**：当元素数量超过阈值（容量*负载因子）时，触发扩容。新容量为`2 * 旧容量 + 1`。然后重新计算每个元素的位置（重新哈希）。由于使用全表锁，扩容期间整个表不可用。 #### 3. ConcurrentHashMap - **初始容量**：默认16，可以通过构造函数指定（会自动调整为2的幂次方）。 - **扩容机制**： - **JDK1.7**：使用分段锁（Segment），每个段独立扩容，扩容时只锁定当前段，其他段仍可访问。每个段内的扩容规则类似HashMap（2倍扩容）。 - **JDK1.8**：取消分段锁，采用CAS和synchronized锁住单个桶（链表头节点或红黑树根节点）。扩容时，支持多线程同时协助扩容（通过设置ForwardingNode标记），每个线程负责一部分桶的迁移，迁移完成后，旧桶会被标记为转发节点，新请求会转发到新数组。 ### 扩容机制对比示例 - **HashMap扩容公式**： $$ \text{新容量} = \text{旧容量} \times 2 $$ - **Hashtable扩容公式**： $$ \text{新容量} = \text{旧容量} \times 2 + 1 $$ - **ConcurrentHashMap（JDK1.8）扩容公式**： $$ \text{新容量} = \text{旧容量} \times 2 $$ ### 为什么初始容量不同？ - **HashMap和ConcurrentHashMap**：使用2的幂次方作为容量，因为这样可以通过位运算`(n-1) & hash`快速计算索引，效率远高于取模运算。 - **Hashtable**：使用质数（如11）作为初始容量，因为传统取模运算（`hash % length`）在遇到合数时容易产生哈希冲突，而质数可以减少冲突。但Hashtable的扩容机制（2倍+1）会尽量保持容量为奇数（不一定是质数），以减少冲突。 ### 总结 - **选择建议**： - 单线程环境：使用`HashMap`（性能最优）。 - 低并发读写：使用`Collections.synchronizedMap`包装HashMap。 - 高并发读写：使用`ConcurrentHashMap`（性能最好）。 - 避免使用`Hashtable`（过时且性能差）。 --- ### 相关问题 1. **为什么HashMap的初始容量是2的幂次方？** 2. **ConcurrentHashMap在JDK1.8中如何实现线程安全？** 3. **HashMap在JDK1.8中链表转红黑树的条件是什么？** 4. **Hashtable为什么被弃用？** [^1]:HashMap扩容机制以及和HashTable、ConcurrentHashMap理解 [^2]:分析HashTable、HashMap、ConcurrentHashMap的结构、初始化及扩容机制 [^3]:【Java】HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap的区别 [^4]:HashTable·HashMap·ConcurrentHashMap 之间的区别 [^5]:HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap 、HashSet、TreeMap、LinkedHashMap</think>### HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap 核心区别对比 #### 一、核心参数对比 | **特性** | **HashMap** | **Hashtable** | **ConcurrentHashMap** | |--------------------|--------------------|--------------------|---------------------------| | **默认初始容量** | 16 | 11 | 16 | | **扩容机制** | 2 倍扩容（$2^n$） | $2 \times \text{旧容量} + 1$ | 分段扩容（桶粒度 CAS） | | **负载因子** | 0.75 | 0.75 | 0.75 | | **扩容触发条件** | 元素数 > 容量 × 负载因子 | 同左 | 同左（分段判断） | | **数据结构** | 数组+链表/红黑树 | 数组+链表 | 数组+链表/红黑树（线程安全）| #### 二、扩容机制详解 1. **HashMap** - 扩容公式：$\text{新容量} = 2 \times \text{旧容量}$ - **优化设计**： 采用 $2^n$ 容量，桶索引计算简化为： $$\text{index} = \text{hash} \& (\text{容量} - 1)$$ 避免昂贵的取模运算（如 `hash % capacity`）[^1][^2] - JDK 1.8 优化：链表长度 > 8 且数组长度 ≥ 64 时，链表转红黑树 2. **Hashtable** - 扩容公式：$\text{新容量} = 2 \times \text{旧容量} + 1$ - **设计缺陷**： 全表锁扩容期间完全阻塞读写操作 初始容量 11 是质数，但扩容后失去质数特性（如 11→23→47）[^2][^4] 3. **ConcurrentHashMap** - **JDK 1.7**：分段锁扩容，每个段独立扩容 - **JDK 1.8**： - CAS + `synchronized` 桶锁 - 多线程协同扩容：线程可协助迁移其他桶的数据 - 扩容公式：$\text{新容量} = 2 \times \text{旧容量}$[^1][^3] #### 三、线程安全与性能对比 | **特性** | **HashMap** | **Hashtable** | **ConcurrentHashMap** | |------------------|-------------|---------------------|----------------------------| | **线程安全** | ❌ 不安全 | ✅ 全表锁（性能差） | ✅ 分段锁/CAS（高性能） | | **并发吞吐量** | - | 基准值 1X | JDK1.7: 5-10X; JDK1.8: 10-20X[^3] | | **Null 值支持** | ✅ Key/Value | ❌ 均禁止 | ❌ 均禁止（避免并发歧义）[^5] | #### 四、工程实践建议 1. **单线程场景** - 首选 `HashMap`（性能最优） 2. **低并发读写** - `Collections.synchronizedMap(new HashMap())` 3. **高并发场景** - JDK ≥ 1.8：必选 `ConcurrentHashMap` - 吞吐量对比： $$T_{\text{ConcurrentHashMap}} \approx 10 \times T_{\text{Hashtable}}$$ 4. **过时方案** - 禁用 `Hashtable`（全表锁导致性能瓶颈）[^4] --- ### 扩容过程图解（以 HashMap 为例） ```mermaid graph LR A[当前状态] -->|元素数 > 12| B[触发扩容] B --> C[创建新数组 32x] C --> D[重新哈希] D --> E[链表拆分为高低位链] E --> F[数据迁移完成] ``` > **哈希计算优化**： > HashMap 通过高位扰动减少冲突： > ```java > hash = (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) > ``` --- ### 相关问题 1. **为什么 HashMap 初始容量是 16 而 Hashtable 是 11？** （分析 $2^n$ 容量位运算优化 vs 质数取模的哈希分布差异）[^2] 2. **ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中如何实现多线程协同扩容？** （图解 ForwardingNode 和线程任务分配机制） 3. **HashMap 链表转红黑树的阈值为什么是 8？** （基于泊松分布的概率分析：$P(\text{冲突} \geq 8) < 10^{-6}$） 4. **Hashtable 的 $2n+1$ 扩容策略有何优缺点？** （对比质数分布特性与扩容成本） [^1]:HashMap扩容机制以及和HashTable、ConcurrentHashMap理解 [^2]:分析HashTable、HashMap、ConcurrentHashMap的结构、初始化及扩容机制 [^3]:【Java】HashMap、HashTable和ConcurrentHashMap的区别 [^4]:HashTable·HashMap·ConcurrentHashMap 之间的区别 [^5]:HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap 、HashSet、TreeMap、LinkedHashMap
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