【刷題】麪筋-JAVA-hashmap和hashtable

底層都是數組+鏈表實現

hashMap

HashMap是基於哈希表實現的，每個元素是一個key-value對，其內部經過單鏈表解決衝突問題，容量不足（超過了閥值）時，一樣會自動增加。

HashMap是非線程安全的，只是用於單線程環境下，多線程環境下能夠採用concurrent併發包下的concurrentHashMap。

HashMap 實現了Serializable接口，所以它支持序列化，實現了Cloneable接口，能被克隆。

HashMap存數據的過程是：

HashMap內部維護了一個存儲數據的Entry數組，HashMap採用鏈表解決衝突，每個Entry本質上是一個單向鏈表。當準備添加一個key-value對時，首先經過hash(key)方法計算hash值，而後經過indexFor(hash,length)求該key-value對的存儲位置，計算方法是先用hash&0x7FFFFFFF後，再對length取模，這就保證每個key-value對都能存入HashMap中，當計算出的位置相同時，因爲存入位置是一個鏈表，則把這個key-value對插入鏈表頭。

HashMap中key和value都容許爲null。key爲null的鍵值對永遠都放在以table[0]爲頭結點的鏈表中。

瞭解了數據的存儲，那麼數據的讀取也就很容易就明白了。

HashMap的存儲結構，以下圖所示：

圖中，紫色部分即表明哈希表，也稱爲哈希數組，數組的每一個元素都是一個單鏈表的頭節點，鏈表是用來解決衝突的，若是不一樣的key映射到了數組的同一位置處，就將其放入單鏈表中。

HashMap內存儲數據的Entry數組默認是16，若是沒有對Entry擴容機制的話，當存儲的數據一多，Entry內部的鏈表會很長，這就失去了HashMap的存儲意義了。因此HasnMap內部有本身的擴容機制。HashMap內部有：

變量size，它記錄HashMap的底層數組中已用槽的數量；

變量threshold，它是HashMap的閾值，用於判斷是否須要調整HashMap的容量（threshold = 容量*加載因子）

變量DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f，默認加載因子爲0.75

HashMap擴容的條件是：當size大於threshold時，對HashMap進行擴容

擴容是是新建了一個HashMap的底層數組，然後調用transfer方法，將就HashMap的所有元素添加到新的HashMap中（要從新計算元素在新的數組中的索引位置）。 很明顯，擴容是一個至關耗時的操做，由於它須要從新計算這些元素在新的數組中的位置並進行復制處理。所以，咱們在用HashMap的時，最好能提早預估下HashMap中元素的個數，這樣有助於提升HashMap的性能。

HashMap共有四個構造方法。構造方法中提到了兩個很重要的參數：初始容量和加載因子。這兩個參數是影響HashMap性能的重要參數，其中容量表示哈希表中槽的數量（即哈希數組的長度），初始容量是建立哈希表時的容量（從構造函數中能夠看出，若是不指明，則默認爲16），加載因子是哈希表在其容量自動增長以前能夠達到多滿的一種尺度，當哈希表中的條目數超出了加載因子與當前容量的乘積時，則要對該哈希表進行 resize 操做（即擴容）。

下面說下加載因子，若是加載因子越大，對空間的利用更充分，可是查找效率會下降（鏈表長度會愈來愈長）；若是加載因子過小，那麼表中的數據將過於稀疏（不少空間還沒用，就開始擴容了），對空間形成嚴重浪費。若是咱們在構造方法中不指定，則系統默認加載因子爲0.75，這是一個比較理想的值，通常狀況下咱們是無需修改的。

另外，不管咱們指定的容量爲多少，構造方法都會將實際容量設爲不小於指定容量的2的次方的一個數，且最大值不能超過2的30次方

hashtable

Hashtable一樣是基於哈希表實現的，一樣每一個元素是一個key-value對，其內部也是經過單鏈表解決衝突問題，容量不足（超過了閥值）時，一樣會自動增加。

Hashtable也是JDK1.0引入的類，是線程安全的，能用於多線程環境中。

Hashtable一樣實現了Serializable接口，它支持序列化，實現了Cloneable接口，能被克隆。

不一樣

一、繼承的父類不一樣

Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap繼承自AbstractMap類。但兩者都實現了Map接口。

二、線程安全性不一樣

javadoc中關於hashmap的一段描述以下：此實現不是同步的。若是多個線程同時訪問一個哈希映射，而其中至少一個線程從結構上修改了該映射，則它必須保持外部同步。
      Hashtable 中的方法是Synchronize的，而HashMap中的方法在缺省狀況下是非Synchronize的。在多線程併發的環境下，能夠直接使用Hashtable，不須要本身爲它的方法實現同步，但使用HashMap時就必需要本身增長同步處理。（結構上的修改是指添加或刪除一個或多個映射關係的任何操做；僅改變與實例已經包含的鍵關聯的值不是結構上的修改。）這通常經過對天然封裝該映射的對象進行同步操做來完成。若是不存在這樣的對象，則應該使用 Collections.synchronizedMap 方法來「包裝」該映射。最好在建立時完成這一操做，以防止對映射進行意外的非同步訪問，以下所示：

Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));

Hashtable 線程安全很好理解，由於它每一個方法中都加入了Synchronize。這裏咱們分析一下HashMap爲何是線程不安全的：

HashMap底層是一個Entry數組，當發生hash衝突的時候，hashmap是採用鏈表的方式來解決的，在對應的數組位置存放鏈表的頭結點。對鏈表而言，新加入的節點會從頭結點加入。

三、是否提供contains方法

HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改爲containsValue和containsKey，由於contains方法容易讓人引發誤解。

Hashtable則保留了contains，containsValue和containsKey三個方法，其中contains和containsValue功能相同。

四、key和value是否容許null值

其中key和value都是對象，而且不能包含重複key，但能夠包含重複的value。

經過上面的ContainsKey方法和ContainsValue的源碼咱們能夠很明顯的看出：

Hashtable中，key和value都不容許出現null值。可是若是在Hashtable中有相似put(null,null)的操做，編譯一樣能夠經過，由於key和value都是Object類型，但運行時會拋出NullPointerException異常，這是JDK的規範規定的。
HashMap中，null能夠做爲鍵，這樣的鍵只有一個；能夠有一個或多個鍵所對應的值爲null。當get()方法返回null值時，多是 HashMap中沒有該鍵，也可能使該鍵所對應的值爲null。所以，在HashMap中不能由get()方法來判斷HashMap中是否存在某個鍵， 而應該用containsKey()方法來判斷。

五、兩個遍歷方式的內部實現上不一樣

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

六、hash值不一樣

哈希值的使用不一樣，HashTable直接使用對象的hashCode。而HashMap從新計算hash值。

hashCode是jdk根據對象的地址或者字符串或者數字算出來的int類型的數值。

Hashtable計算hash值，直接用key的hashCode()，而HashMap從新計算了key的hash值，Hashtable在求hash值對應的位置索引時，用取模運算，而HashMap在求位置索引時，則用與運算，且這裏通常先用hash&0x7FFFFFFF後，再對length取模，&0x7FFFFFFF的目的是爲了將負的hash值轉化爲正值，由於hash值有可能爲負數，而&0x7FFFFFFF後，只有符號外改變，然後面的位都不變。

七、內部實現使用的數組初始化和擴容方式不一樣

HashTable在不指定容量的狀況下的默認容量爲11，而HashMap爲16，Hashtable不要求底層數組的容量必定要爲2的整數次冪，而HashMap則要求必定爲2的整數次冪。

Hashtable擴容時，將容量變爲原來的2倍加1，而HashMap擴容時，將容量變爲原來的2倍。

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。HashTable中hash數組默認大小是11，增長的方式是 old*2+1。

END