HashMap(3) 與HashTable區別

今天看代碼，想到去年發生的HashMap發生的CPU使用率100%的事件，轉載下當時看的三個比較不錯的博客（很是推薦）

參考：http://coolshell.cn/articles/9606.html

　　   http://github.thinkingbar.com/hashmap-analysis/

　　　http://developer.51cto.com/art/201102/246431.htm

 

 

 

人物：

王小胖：性別：男。程序員，工做經驗1 year。愛好：吃肉、電玩、馬小花。特技：吃肉不用考慮胃的容量。

馬小花：性別：女。學生，工做經驗0 year。愛好：蛋糕、臭美、王小胖。特技：可以降服王小胖……

/**2011年2月，電影《將愛情進行到底》火得不得了。週末，小胖也陪着小花去看這部電影。放映中，小花被影片中的靖哥哥和杜拉拉感動的一沓糊塗，而小胖則內心暗自後悔沒有買一袋大爆米花來打發這無聊的時間。影片結束，小花已是鼻涕一把淚一把，小胖也只有裝模做樣地抽動了幾下鼻子，一心只想着一下子是吃麥當勞仍是必勝客。*/

回到家中，小胖和小花各自玩着電腦。

小花：胖子，你知道Hashtable和HashMap的區別嗎?

小胖：略知。

小花：……裝什麼!!給我講講!!!

小胖：好的……

第一個區別就先來講說繼承關係吧。

若是你在baidu裏google一下(技術類文章的搜索仍是推薦google)，會發現網上的大體說法與「因爲Java發展的歷史緣由。Hashtable是基於陳舊的Dictionary類的，HashMap是Java 1.2引進的Map接口的一個實現。」相同。這種說法沒有錯，可是胖子以爲不夠準確，特別是對於咱們這種大衆菜鳥來講，若是不去深究的話，可能就會形成一些理解上的差別。簡單的認爲Hashtable沒有繼承Map接口。胖子以前就犯過這樣的錯誤(胖子認可本身笨，是真笨……)。

小花：那你怎麼知道它們兩個各自的繼承關係呢?胖子。

咱們能夠參考一下最新的JDK1.6的源碼，看看這兩個類的定義：

Java代碼

 

public class Hashtable<k,v>
    extends Dictionary<k,v>
implements Map<k,v>, Cloneable, java.io.Serializable {…}

public class HashMap<k,v>
    extends AbstractMap<k,v>
implements Map<k,v>, Cloneable, Serializable {…}

能夠看到hashtable也是繼承了Map接口。它們的不一樣是Hashtable(since JDK1.0)就繼承了Dictionary這個抽象類，而HashMap(since JDK1.2)繼承的則是AbstractMap這個抽象類。由於在Hashtable中看到繼承Map後所實現的方法是JDK1.2版本時加上去的，因此胖子猜測多是在JDK 1.2開發時Sun工程師出於統一的考慮使得Hashtable也繼承了Map接口。

小花：哦，原來JDK源碼還能看出來這個。

小胖：……後面還能看出更多東西的。

小花：好期待啊。

第二個區別咱們從同步和併發性上來講說它們兩個的不一樣。

能夠經過這兩個類得源碼來分析，Hashtable中的主要方法都作了同步處理，而HashMap則沒有。能夠說Hashtable在默認狀況支持同步，而HashMap在默認狀況下是不支持的。咱們在多線程併發的環境下，能夠直接使用Hashtable，可是要使用HashMap的話就要本身增長同步處理了。對HashMap的同步處理可使用Collections類提供的synchronizedMap靜態方法;或者直接使用JDK5.0以後提供的java.util.concurrent包裏的ConcurrentHashMap類。

小胖：synchronizedMap靜態方法和ConcurrentHashMap類我會之後再給你詳細講一下的。肥婆。

小花：你保證啊。鑰匙忘了你知道後果的。

小胖：好的……

第三個區別就是它們對於null值的處理方式了。

咱們依然可以從源代碼中得知，Hashtable中，key和value都不容許出現null值。

Java代碼

 

public synchronized V put(K key, V value) {
   // Make sure the value is not null
   if (value == null) {
       throw new NullPointerException();
   }

   // Makes sure the key is not already in the hashtable.
   Entry tab[] = table;
   int hash = key.hashCode();
   int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
   //…
}

在咱們使用上面的方法時，如參數value爲null，能夠從代碼中直接看出程序會拋出NullPointerException;而在key爲null時，則會在「int hash = key.hashCode();「這段計算Hash值的過程當中拋出NullPointerException。而在在HashMap中，容許null做爲key存在，而且和其餘key的特性同樣，這樣的null值key只能有一個;另外HashMap容許多個value爲null。這樣你們就要注意了， HashMap中就不能用get(key)方法來判斷HashMap中是否存在某個key，由於value爲null和不存在該key的Entry都會返回null值，而應該用containsKey()方法來判斷了。（詳見源碼剖析）

Java代碼

 

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class TestCase {

    public static void main(String[] args) {
       Map<integer,string> hashMap = new HashMap<integer,string>();
       hashMap.put(0, null);
       hashMap.put(1, "one");
       hashMap.put(2, "two");
       hashMap.put(null, "null");
       for(Entry<integer, string> e : hashMap.entrySet()) {
           System.out.println("Key: " + e.getKey() + " -- Value: " + e.getValue());
       }
       System.out.println(hashMap.get(0));
       System.out.println(hashMap.get(4));
       System.out.println("Contains key 0 ? :" + hashMap.containsKey(0));
       System.out.println("Contains key 4 ? :" + hashMap.containsKey(4));
       System.out.println("Contains value null ? :" + hashMap.containsValue(null));
    }

}

結果：

Java代碼

 

Key: null -- Value: null
Key: 0 -- Value: null
Key: 1 -- Value: one
Key: 2 -- Value: two
null
null
Contains key 0 ? :true
Contains key 4 ? :false
Contains value null ? :true

HashMap對於null值key的處理網上有說「null 用new Object()來代替，其Entry.hashCode=0,並且在取出的時候還會還回null的。」胖子我在讀取源碼的過程當中看到了null值的hash值確實是0 (內部實現的數組中的index也是)，可是能力有限沒有看到轉爲new Object()的過程。

小花： 原來hashMap的containsKey還有這麼個陷阱，之後肥婆要當心了。

第四個不一樣就是它們兩個Hash值的獲取方式了。

仍是經過源代碼源代碼，Hashtable是直接使用key對象的hash值。

Java代碼

 

public synchronized V put(K key, V value) {
       // Make sure the value is not null
       if (value == null) {
           throw new NullPointerException();
       }

       // Makes sure the key is not already in the hashtable.
       Entry tab[] = table;
       int hash = key.hashCode();//hashcode
       int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
       //…
}

而HashMap則是利用key對象的hash值從新計算一個新的hash值。

Java代碼

 

public V put(K key, V value) {
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key.hashCode());//hashcode
        int i = indexFor(hash, table.length);
        //…
}

static int hash(int h) {
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }

小花：胖子，都用了hash算法，你給我講講Hash算法吧。

小胖：嗯……之後的，今天我比較忙(實際上是不會)。

小花：你是否是不會啊?嘿嘿(壞笑)。

小胖：什麼不會……談下一話題……

第五個不一樣就是Hashtable和HashMap它們兩個內部實現方式的數組的初始大小和擴容的方式。

HashMap中內部數組的初始容量是16， 加載因子爲0.75，並且數組容量增容後也要是2指數次冪：

Java代碼

 

/**
     * The default initial capacity - MUST be a power of two.
     */
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
     * The load factor used when none specified in constructor.
     */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

HashTable中的內部數組的初始容量是11，加載因子也是0.75數組的增容方式爲(oldCapacity * 2 + 1):

Java代碼

 

public Hashtable() {
       this(11, 0.75f);
 }

protected void rehash() {
       int oldCapacity = table.length;
       Entry[] oldMap = table;

       int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;
       //…
}

第六個不一樣咱們從它們兩個遍歷方式的內部實現上來講。

Hashtable HashMap都使用了 Iterator。而因爲歷史緣由，Hashtable還使用了Enumeration的方式 。

小花：Iterator和Enumeration的區別是什麼啊?給我講講。

小胖：我不是說我沒有時間嘛，下回的。

小花：我都記下來，免得你給我混過去。(拿起筆開始記帳中)

小胖：……(緊張)

第七個不一樣時它們的拷貝構造函數的不一樣。

依然是經過查看源碼，能夠發現它們兩個對於拷貝函數初始容量的不一樣值。

HashMap的實現是：

Java代碼

 

public HashMap(Mapextends K, ? extends V> m) {
        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        putAllForCreate(m);
    }

而Hashtable的實現是：

Java代碼

 

public Hashtable(Mapextends K, ? extends V> t) {
       this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
       putAll(t);
    }

小胖：今天講的已經不少了。我有點餓了，肥婆。

小花：看你今天的表現這麼好。走，帶你去吃烤肉去。

小胖：哈哈，肥婆萬歲。