一句话说透Java里面的HashMap与TreeMap、HashTable的区别

一、核心区别对比

对比项	HashMap	TreeMap	HashTable
底层实现	哈希表（数组+链表/红黑树）	红黑树（平衡二叉搜索树）	哈希表（类似HashMap）
线程安全	非线程安全	非线程安全	线程安全（全表锁）
键值顺序	无序	按键自然顺序或自定义排序	无序
Null键值	✅ 允许null键和null值	❌ 键不能为null（值可null）	❌ 键值均不能为null
性能特点	查询极快（O(1)）	查询较慢（O(log n)）	性能差（锁开销）
扩容机制	动态扩容（默认2倍）	无需扩容（树自动平衡）	动态扩容
推荐场景	高频查询、无需排序	需要排序或范围查询	遗留代码或特定兼容场景

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二、适用场景

1. 用 HashMap

• 场景：

  • 需要快速存取键值对，不关心顺序。
  • 单线程环境或已自行处理线程安全。
  • 允许键或值为 null。

• 示例：

  Map<String, Integer> scores = new HashMap<>();  
  scores.put("Alice", 90);  
  scores.put(null, 0); // 允许null键  
  int score = scores.get("Alice"); // 快速查询  
  

2. 用 TreeMap

• 场景：

  • 需要按键排序（如字典序、数值大小）。
  • 需要范围查询（如找大于某值的键）。
  • 键需自定义排序规则（传入 Comparator）。

• 示例：

  // 按年龄降序排序  
  Map<String, Integer> ageMap = new TreeMap<>((a, b) -> b.compareTo(a));  
  ageMap.put("Bob", 25);  
  ageMap.put("Alice", 30);  
  // 输出顺序：Bob=25 → Alice=30（按键降序）  
  
  // 范围查询：获取键在 "A" 到 "C" 之间的条目  
  SortedMap<String, Integer> subMap = ((TreeMap<String, Integer>)ageMap).subMap("A", "C");  
  

3. 用 HashTable（已过时）

• 场景：

  • 遗留系统或需要兼容老代码。
  • 需要线程安全且无法升级到 ConcurrentHashMap。

• 注意：现代Java开发中，优先用 ConcurrentHashMap（分段锁，性能更好）。

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三、性能取舍

• HashMap vs TreeMap：

  • HashMap：牺牲顺序换速度。
  • TreeMap：牺牲速度换顺序。

• HashTable vs ConcurrentHashMap：

  • HashTable：全表锁，并发性能差。
  • ConcurrentHashMap：分段锁，高并发下更优。

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四、经典对比示例

1. 统计单词频率（无需排序）→ HashMap

Map<String, Integer> wordCount = new HashMap<>();  
String text = "apple banana apple orange";  
for (String word : text.split(" ")) {  
    wordCount.put(word, wordCount.getOrDefault(word, 0) + 1);  
}  
// 结果：{banana=1, orange=1, apple=2}（顺序随机）  

2. 按学生ID排序显示 → TreeMap

Map<String, Integer> students = new TreeMap<>();  
students.put("S002", 85);  
students.put("S001", 90);  
// 结果：{S001=90, S002=85}（按键升序）  

3. 多线程环境 → ConcurrentHashMap（替代HashTable）

Map<String, String> safeMap = new ConcurrentHashMap<>();  
safeMap.put("key", "value"); // 线程安全，分段锁  

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五、总结口诀

「HashMap 快如闪电，无序存取是首选
TreeMap 自动排，范围查询更方便
HashTable 已过时，并发推荐 Concurrent
按需选择三兄弟，场景匹配最关键！」