Java的HashMap和HashTable

1. HashMap

1)  hashmap的數據結構 

     Hashmap是一個數組和鏈表的結合體（在數據結構稱「鏈表散列「），以下圖示

當咱們往hashmap中put元素的時候，先根據key的hash值獲得這個元素在數組中的位置（即下標），而後就能夠把這個元素放到對應的位置中了。若是這個元素所在的位子上已經存放有其餘元素了，那判斷該位置上有沒有與當前key相等(equals)的元素，若是有則替換該元素的value值，若是尚未那麼在同一個位子上的元素將以鏈表的形式存放，新加入的放在鏈頭，最早加入的放在鏈尾。

key的hash值的算法：

   a、 當調用put(key,value)時，首先獲取key的hashcode，int hash = key.hashCode(); 

   b、 再把hash經過一下運算獲得一個int h.  hash ^= (hash >>> 20) ^ (hash >>> 12); 

    int h = hash ^ (hash >>> 7) ^ (hash >>> 4); 

爲何要通過這樣的運算呢？這就是HashMap的高明之處。先看個例子，一個十進制數32768(二進制1000 0000 0000 0000)，通過上述公式運算以後的結果是35080(二進制1000 1001 0000 1000)。看出來了嗎？或許這樣還看不出什麼，再舉個數字61440(二進制1111 0000 0000 0000)，運算結果是65263(二進制1111 1110 1110 1111)，如今應該很明顯了，它的目的是讓「1」變的均勻一點，散列的本意就是要儘可能均勻分佈。那這樣有什麼意義呢？看第3步。 

    c、 獲得h以後，把h與HashMap的承載量（HashMap的默認承載量【即上圖中數組的長度】length是16，能夠自動變長。在構造HashMap的時候也能夠指定一個長 度。這個承載量就是上圖所描述的數組的長度。）進行邏輯與運算，即 h & (length-1)，這樣獲得的結果就是一個比length小的正數，咱們把這個值叫作index。其實這個index就是索引將要插入的值在數組中的 位置。第b步那個算法的意義就是但願可以得出均勻的index，這是HashTable的改進，HashTable中的算法只是把key的 hashcode與length相除取餘，即hash % length，這樣有可能會形成index分佈不均勻。還有一點須要說明，HashMap的鍵能夠爲null，它的值是放在數組的第一個位置。 

HashMap和Hashtable的區別

HashMap和Hashtable都實現了Map接口，但決定用哪個以前先要弄清楚它們之間的分別。主要的區別有：線程安全性，同步(synchronization)，以及速度。JDK1.5之後HashTable能夠用ConcurrentHashMap來代替。

1. HashMap幾乎能夠等價於Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，並能夠接受null(HashMap能夠接受爲null的鍵值(key)和值(value)，而Hashtable則不行)。

2. HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，這意味着Hashtable是線程安全的，多個線程能夠共享一個Hashtable；而若是沒有正確的同步的話，多個線程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的擴展性更好。

3. 另外一個區別是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。因此當有其它線程改變了HashMap的結構（增長或者移除元素），將會拋出ConcurrentModificationException，但迭代器自己的remove()方法移除元素則不會拋出ConcurrentModificationException異常。但這並非一個必定發生的行爲，要看JVM。這條一樣也是Enumeration和Iterator的區別。

4. 因爲Hashtable是線程安全的也是synchronized，因此在單線程環境下它比HashMap要慢。若是你不須要同步，只須要單一線程，那麼使用HashMap性能要好過Hashtable。

5. HashMap不能保證隨着時間的推移Map中的元素次序是不變的。

要注意的一些重要術語：

1) sychronized意味着在一次僅有一個線程可以更改Hashtable。就是說任何線程要更新Hashtable時要首先得到同步鎖，其它線程要等到同步鎖被釋放以後才能再次得到同步鎖更新Hashtable。

2) Fail-safe和iterator迭代器相關。若是某個集合對象建立了Iterator或者ListIterator，而後其它的線程試圖「結構上」更改集合對象，將會拋出ConcurrentModificationException異常。但其它線程能夠經過set()方法更改集合對象是容許的，由於這並無從「結構上」更改集合。可是假如已經從結構上進行了更改，再調用set()方法，將會拋出IllegalArgumentException異常。

3) 結構上的更改指的是刪除或者插入一個元素，這樣會影響到map的結構。

咱們可否讓HashMap同步？

HashMap能夠經過下面的語句進行同步：
Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

結論

Hashtable和HashMap有幾個主要的不一樣：線程安全以及速度。僅在你須要徹底的線程安全的時候使用Hashtable，而若是你使用Java 5或以上的話，請使用ConcurrentHashMap吧。