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  • 分享知识-快乐自己:HashMap 与 HashTable 的区别

    特性:

    HashMap 与 Hashtable 的分析:

    1):HashMap简介

      1、底层数组+链表实现,可以存储null键和null值,线程不安全

      2、HashMap 不是线程安全的

      3、HashMap 是 map 接口的子类。

      4、HashMap 允许null key 和 null value。

      5、允许 key 重复,但是会把之前的覆盖。

      6、HashMap 是 Hashtable 的轻量级实现(非线程安全的实现),他们都完成了Map接口。

      7、HashMap 是 reHash算法,而 HashTable 是 hash算法。两者差不多

      8、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。

    HashMap结构图:

    简单来说,HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(如果不同的key映射到了数组的同一位置处,就将其放入单链表中)。

    如果定位到的数组位置不含链表(当前entry的next指向null),那么对于查找,添加等操作很快,仅需一次寻址即可;如果定位到的数组包含链表,对于添加操作,其时间复杂度为O(n),首先遍历链表,存在即覆盖,否则新增;对于查找操作来讲,

    仍需遍历链表,然后通过key对象的equals方法逐一比对查找。所以,性能考虑,HashMap中的链表出现越少,性能才会越好。

    几个比较重要的字段:

    //实际存储的key-value键值对的个数
    transient int size;
    //阈值,当table == {}时,该值为初始容量(初始容量默认为16);当table被填充了,也就是为table分配内存空间后,threshold一般为 capacity*loadFactory。
    //HashMap在进行扩容时需要参考threshold,后面会详细谈到
    int threshold;
    //负载因子,代表了table的填充度有多少,默认是0.75 final float loadFactor;
    //用于快速失败,由于HashMap非线程安全,在对HashMap进行迭代时,如果期间其他线程的参与导致HashMap的结构发生变化了(比如put,remove等操作),需要抛出异常ConcurrentModificationException transient int modCount;

    HashMap有4个构造器,其他构造器如果用户没有传入 initialCapacity 和 loadFactor这两个参数,会使用默认值 initialCapacity默认为16,loadFactory默认为0.75

    我们看下其中一个:

    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
         //此处对传入的初始容量进行校验,最大不能超过MAXIMUM_CAPACITY = 1<<30(230)
            if (initialCapacity < 0)
                throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                                   initialCapacity);
            if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
                initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
            if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
                throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                                   loadFactor);
    
            this.loadFactor = loadFactor;
            threshold = initialCapacity;
         
            init();//init方法在HashMap中没有实际实现,不过在其子类如 linkedHashMap中就会有对应实现
        }

    从上面这段代码我们可以看出,在常规构造器中,没有为数组 table 分配内存空间(有一个入参为指定Map的构造器例外),而是在执行 put 操作的时候才真正构建 table 数组 OK。

    接下来我们来看看put操作的实现吧。

    public V put(K key, V value) {
            //如果table数组为空数组{},进行数组填充(为table分配实际内存空间),入参为threshold,此时threshold为initialCapacity 默认是1<<4(24=16)
            if (table == EMPTY_TABLE) {
                inflateTable(threshold);
            }
           //如果key为null,存储位置为table[0]或table[0]的冲突链上
            if (key == null)
                return putForNullKey(value);
            int hash = hash(key);//对key的hashcode进一步计算,确保散列均匀
            int i = indexFor(hash, table.length);//获取在table中的实际位置
            for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            //如果该对应数据已存在,执行覆盖操作。用新value替换旧value,并返回旧value
                Object k;
                if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                    V oldValue = e.value;
                    e.value = value;
                    e.recordAccess(this);
                    return oldValue;
                }
            }
            modCount++;//保证并发访问时,若HashMap内部结构发生变化,快速响应失败
            addEntry(hash, key, value, i);//新增一个entry
            return null;
        }

    2):HashTable介绍

      1、底层数组+链表实现.

      2、无论 key 还是 value 都不能为 null。

      3、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。

      4、Hashtable同样是基于哈希表实现的,同样每个元素是一个key-value对,其内部也是通过单链表解决冲突问题。

      5、hashtable 采用 hash 算法。

     

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