HashMap 和 Hashtable 是Java中用于存储键值对的集合类，但它们之间有一些关键区别。
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线程安全性：
- HashMap：不是线程安全的。如果多个线程同时访问一个
HashMap而没有正确的同步，会导致数据不一致。在源码中，HashMap的主要方法（如put,get）都没有使用synchronized关键字。 - Hashtable：是线程安全的，所有的关键方法都使用了
synchronized关键字来确保线程安全。这可以在源码中看到每个方法都是同步的。多个线程可以安全地共享一个Hashtable实例，但由于使用了同步机制，其性能比HashMap差。
- HashMap：不是线程安全的。如果多个线程同时访问一个
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性能：
- HashMap：由于不需要同步，其性能通常比
Hashtable好。 - Hashtable：因为每个方法都是同步的，所以开销较大，性能相对较低。
- HashMap：由于不需要同步，其性能通常比
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允许null值：
- HashMap：允许一个
null键和多个null值。在源码中，put方法会单独处理key为null的情况。 - Hashtable：不允许
null键或null值。在源码中会直接通过Objects.requireNonNull方法进行校验，抛出NullPointerException。
- HashMap：允许一个
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继承关系：
- HashMap：继承自
AbstractMap。 - Hashtable：继承自
Dictionary，历史上较久。
- HashMap：继承自
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初始容量和增长因子：
- HashMap：可以指定初始容量和加载因子。HashMap 的默认初始容量是16，加载因子是0.75。扩容时，容量会翻倍。
- Hashtable：默认初始容量是
11，加载因子是0.75。扩容是直接扩大一倍加一。
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数据结构：
- HashMap 和 Hashtable 都是基于哈希表的数据结构实现的。两者内部使用数组加链表的方式来处理哈希冲突。
源码分析：
HashMap 中的 put 方法（简化版）：
public V put(K key, V value) {
// 处理key为null的情况
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 计算key的hash值，确定存储位置
int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
// 遍历链表，检查是否存在相同的key
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
return oldValue;
}
}
// 如果不存在相同的key，则新增一个节点
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
在 HashMap 中，putForNullKey 方法专门用于处理键为 null 的情况。由于 HashMap 允许使用 null 作为键，它需要特别处理这种情况，以避免在哈希计算和索引时出现问题。
以下是 putForNullKey 方法的基本实现逻辑（源码简化）：
private V putForNullKey(V value) {
// 遍历链表，寻找key为null的节点
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null) {
// 如果找到，则更新值
V oldValue = e.value;
e.value = value;
return oldValue;
}
}
// 如果没有找到，则创建新节点，并将其放在链表的头部
addEntry(0, null, value, 0);
return null;
}
说明：
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存储位置：
- 当键为
null时，HashMap将其总是存储在数组的第一个位置，即table[0]。这是因为null键的哈希值固定为0。
- 当键为
-
遍历链表：
putForNullKey会遍历位于table[0]的链表，检查是否已有节点的键为null。
-
更新或添加：
- 如果找到已有的键为
null的节点，它将更新该节点的值。 - 如果没有找到，则调用
addEntry方法在table[0]位置添加一个新的节点。
- 如果找到已有的键为
小结：
这个方法说明了 HashMap 对 null 键的特殊处理机制。通过将 null 键的所有条目存储在数组的第一个位置，HashMap 简化了对 null 键的索引和管理。
Hashtable 中的 put 方法（简化版）：
public synchronized V put(K key, V value) {
// 不允许null键
if (key == null || value == null) {
throw new NullPointerException();
}
// 计算key的hash值，确定存储位置
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % table.length;
// 遍历链表，检查是否存在相同的key
for (Entry<K,V> e = table[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
V old = e.value;
e.value = value;
return old;
}
}
// 如果不存在相同的key，则新增一个节点
addEntry(hash, key, value, index);
return null;
}
结论：
- 在源码中可以看到，
HashMap的关键方法没有使用同步机制，而Hashtable中几乎每个方法都有synchronized修饰。这是两者性能差异的根本原因。 - 由于
Hashtable使用了更粗粒度的同步机制，推荐在需要并发操作时使用ConcurrentHashMap代替。
代码说明：
HashMap应用场景： 适用于单线程环境或不要求线程安全的场景。例如，缓存数据在单线程应用中的使用。
import java.util.HashMap;
public class HashMapExample {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("key1", "value1");
map.put("key2", "value2");
map.put("key3", "value3");
System.out.println("HashMap: " + map);
// 允许null键和值
map.put(null, "nullValue");
System.out.println("HashMap with null key: " + map);
}
}
Hashtable应用场景： 适用于简单的多线程环境，或者不介意使用较老旧类的遗留系统。
import java.util.Hashtable;
public class HashtableExample {
public static void main(String[] args) {
Hashtable<String, String> table = new Hashtable<>();
table.put("keyA", "valueA");
table.put("keyB", "valueB");
table.put("keyC", "valueC");
System.out.println("Hashtable: " + table);
// 不允许null键和值，下面的代码会抛出NullPointerException
// table.put(null, "nullValue");
}
}
如果你在开发一个现代的Java应用，通常会选择使用HashMap，因为它性能更好并且更灵活。如果需要线程安全的Map，建议使用ConcurrentHashMap而不是Hashtable，因为ConcurrentHashMap提供更好的并发性能。
