详解Java中的HashTable

概论

HashTable是遗留类，很多映射的常用功能与HashMap类似，不同的是它承自Dictionary类，并且是线程安全的，并发性不如ConcurrentHashMap，因为ConcurrentHashMap引入了分段锁。

Hashtable不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap替换，需要线程安全的场合可以用ConcurrentHashMap替换。

对比HashMap 的初始容量

默认11 的初始容量需要注意的是Hashtable的默认初始容量大小是11，而HashMap 是16,但是他们的加载因子都是0.75f

/** * Constructs a new, empty hashtable with a default initial capacity (11) * and load factor (0.75). */ public Hashtable() { this(11, 0.75f); }

/** * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity * (16) and the default load factor (0.75). */public HashMap() { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted}

任意指定非负的容量还有一点就是Hashtable的initialCapacity 也就是初始容量是是可以是你指定的任何非负整数，也就是你给它设置个0 也可以的

public Hashtable(int initialCapacity) { this(initialCapacity, 0.75f);}public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException('Illegal Capacity: '+ initialCapacity); if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException('Illegal Load: '+loadFactor); if (initialCapacity==0) initialCapacity = 1; this.loadFactor = loadFactor; table = new Entry<?,?>[initialCapacity]; threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);}

但是你看一下HashMap 的初始容量就不那么听话了，默认情况下，当我们设置HashMap的初始化容量时，实际上HashMap会采用第一个大于该数值的2的幂作为初始化容量(0 1 除外)

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { 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; this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);}

对比HashMap 的 对null 值的支持

HashTable key value 都不支持null首先HashMap 是支持null 值做key和value 的，但是HashTable 是不支持的，key 也不支持 value 也不支持

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; @SuppressWarnings('unchecked') Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index]; for(; entry != null ; entry = entry.next) { if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) { V old = entry.value; entry.value = value; return old; } } addEntry(hash, key, value, index); return null;}

聪明的你们发现了吗，上面值检测了value ==null 则抛出NPE 但是没有说key 啊，因为如果key 是null 的话，key.hashCode()则会抛出异常，根本不需要判断，但是value 就不会抛出来

但是需要注意的实HashMap 对null 值虽然支持，但是可以从hash值的计算方法中看出，<null,value>的键值对，value 会覆盖的。

static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}

升级HashTable 使其支持null 做value大部分代码都是直接copy 的HashTable，只去掉了value 的空值检测

public class BuerHashTable<K, V> extends Hashtable<K, V> {// ..... 省略了部分代码，直接copy HashTable 的即可，主要是BuerHashTable.Entry 的定义和构造方法 public synchronized V put(K key, V value) { // Makes sure the key is not already in the hashtable. Entry<?,?> tab[] = table; int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; @SuppressWarnings('unchecked') Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index]; for(; entry != null ; entry = entry.next) { if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {V old = entry.value;entry.value = value;return old; } } addEntry(hash, key, value, index); return null; } private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) { modCount++; BuerHashTable.Entry<?,?> tab[] = table; if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; hash = key.hashCode(); index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } // Creates the new entry. @SuppressWarnings('unchecked') BuerHashTable.Entry<K,V> e = (BuerHashTable.Entry<K,V>) tab[index]; tab[index] = new BuerHashTable.Entry<>(hash, key, value, e); count++; }}

接下来，就可以将null 值作为value 存入BuerHashTable 了

BuerHashTable<String, String> buerHashTable = new BuerHashTable<>();buerHashTable.put('a', null);

对比 HashTable 的继承关系

Dictionary

这个类是HashTable特有继承的，HashMap 是没有继承的，但是这个抽象类其实是没有多大意义的,因为它的方法都在Map接口中有，其实这个就是个历史问题了，因为Map接口是在Java1.2 中才加进去的，而Dictionary抽象类在Java1.0中就存在了

public abstractclass Dictionary<K,V> { public Dictionary() { } abstract public int size(); abstract public boolean isEmpty(); abstract public Enumeration<K> keys(); abstract public Enumeration<V> elements(); abstract public V get(Object key); /** * @exception NullPointerException if the <code>key</code> or */ abstract public V put(K key, V value); abstract public V remove(Object key);}

这个地方的NullPointerException 对应的就是HashTable 中put 方法中的null 值检测

最后一点就是Dictionary 抽象类上的注释，新的实现应该实现Map 接口而不是该抽象类

NOTE: This class is obsolete. New implementations should implement the Map interface, rather than extending this class

其实HashMap更准确地说是继承自AbstractMap类，而不是直接实现了Map 接口，所以要是Dictionary这个抽象类要是实现的实Map 接口，那HashMap和Hashtable 就在继承关系上保持一致了

Hashtable

线程安全

其实HashTable 没有那么多要说的，比较重要的一点就是线程安全，但是这个线程安全的实现方式就是所有的操作都加了synchronized关键字，哈哈！ 关于synchronized 我们后面会说

public synchronized int size() {}public synchronized boolean isEmpty() {}public synchronized boolean contains(Object value) {}public synchronized boolean containsKey(Object key) {}public synchronized V get(Object key) {}public synchronized V put(K key, V value) {}public synchronized V remove(Object key) {}

而HashMap 是线程不安全的

contains方法HashMap中没有Hashtable中的contains方法，只有containsValue和containsKey，因为contains方法容易让人引起误解。

Hashtable则保留了contains，containsValue和containsKey三个方法，其中contains和containsValue功能相同。

debug 源码 put 方法

public synchronized V put(K key, V value) { // Make sure the value is not null 确保value 不是null if (value == null) { throw new NullPointerException(); } // Makes sure the key is not already in the hashtable. // 这里的英文注释很有意思啊，就是告诉你确保key 不存在，存在咋地，覆盖又咋地 Entry<?,?> tab[] = table; // 哈希值的计算不同，HashTable直接使用对象的hashCode。而HashMap重新计算hash值(高16位异或低16位) int hash = key.hashCode(); // 计算下标 HashMap 是计算key的hash再与tab.length-1进行与运算； // HashTable则是key的hash值与0x7FFFFFFF进行与运算，然后再对tab.length取模 // 先hash&0x7FFFFFFF后，再对length取模，与0x7FFFFFFF的目的是为了将负的hash值转化为正值，因为hash值有可能为负数，而&0x7FFFFFFF后，只有符号外改变，而后面的位都不变 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; @SuppressWarnings('unchecked') // 确定 index 位置上的链表头，这里主要是遍历链表找到key 值相等的节点，然后返回old value，这样的话就不用添加新值 // 也就是不用调用addEntry 方法 Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index]; // 存在key for(; entry != null ; entry = entry.next) { if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) { V old = entry.value; entry.value = value; return old; } } // 链表中不存在，则添加新值 addEntry(hash, key, value, index); // 返回null return null;}

private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) { modCount++; Entry<?,?> tab[] = table; // 判断是否要扩容 if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; hash = key.hashCode(); index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } // Creates the new entry. @SuppressWarnings('unchecked') Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index]; // e 也就是 tab[index] 是这个链表的头结点， tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e); 也就是将元素添加到链表的头部，e 做为new Entry<>(hash, key, value, e)的next 节点 tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e); count++;}

这里我们对比一下HashMap 的添加方法,很明显别人都是添加的链表尾部的，因为HashTable 是线程安全的，在这个前提下，使用头查法性能更好，否则还有遍历到链表的尾部插入

for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e;}

最后我们再看一下扩容的方法

@SuppressWarnings('unchecked')protected void rehash() { int oldCapacity = table.length; Entry<?,?>[] oldMap = table; // overflow-conscious code // 扩容成2倍+1 int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; // 这里判断是否超出了容量限制 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) { if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE) // Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets return; // 最大容量 MAX_ARRAY_SIZE newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE; } // 创建新的数组 Entry<?,?>[] newMap = new Entry<?,?>[newCapacity]; modCount++; // 更新 threshold threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1); table = newMap; // 数据迁移，遍历数组 for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) { // for 循环的方式遍历链表 for (Entry<K,V> old = (Entry<K,V>)oldMap[i] ; old != null ; ) { Entry<K,V> e = old; old = old.next; int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity; e.next = (Entry<K,V>)newMap[index]; newMap[index] = e; } }}

总结

需要注意的是Hashtable的默认初始容量大小是11，而HashMap 是16,但是他们的加载因子都是0.75f HashTable的初始容量可以使任何非负整数，但是HashMap会采用第一个大于该数值的2的幂作为初始化容量(0 1 除外，都是 1) HashTable的线程安全是完全借助synchronized 的加持 HashTable 的元素是头插法，也就是插入到链表的头部，因为HashTable 是线程安全的，在这个前提下，使用头查法性能更好，否则还有遍历到链表的尾部插入 HashTable 是没有红黑树支持的，就是不论链表的长度有多长，都不会转化成红黑树 哈希值的计算不同，HashTable直接使用对象的hashCode。而HashMap重新计算hash值(高16位异或低16位)，并且HashMap 支持key 为null 就是在这里的 Hashtable扩容时，将容量变为原来的2倍加1，而HashMap扩容时，将容量变为原来的2倍。

你觉得HashTable 还有什么可以改进的地方吗，欢迎讨论和上一节一样这里我依然给出这个思考题，虽然我们的说法可能不对，可能我们永远也站不到源代码作者当年的高度，但是我们依然积极思考，大胆讨论

虽然java 源代码的山很高，如果你想跨越，至少你得有登山的勇气，这里我给出自己的一点点愚见，希望各位不吝指教

int hash = key.hashCode();addEntry(hash, key, value, index);private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {// 记录修改，快速失败 modCount++; Entry<?,?> tab[] = table; // count 实际存储的key-value 数目，在HashMap 中用size 表示 if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; // 咋地，数组扩容之后key 的hash值会变吗，你还有重新计算一下 hash = key.hashCode(); index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } // Creates the new entry. @SuppressWarnings('unchecked') Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index]; tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e); count++;}

当然这只是小问题，但是也有很多其他小问题，例如求index 时候的计算方式是直接取模，而不是用与运算，它最大的问题在设计上，例如hash值的计算方式就没有HashMap 设计的好，还有就是没有红黑树的支持，还有就是线程安全的实现方式也不高效，所以我们说它好像是遗留类,HashTable 在Java1.0 时代就存在了，而HashMap才是Java1.2才有的。

以上就是详解Java中的HashTable的详细内容，更多关于Java HashTable的资料请关注好吧啦网其它相关文章！