Java的HashMap和HashTable

1. HashMap

1)  hashmap的数据结构 

     Hashmap是一个数组和链表的结合体（在数据结构称“链表散列“），以下图示

当咱们往hashmap中put元素的时候，先根据key的hash值获得这个元素在数组中的位置（即下标），而后就能够把这个元素放到对应的位置中了。若是这个元素所在的位子上已经存放有其余元素了，那判断该位置上有没有与当前key相等(equals)的元素，若是有则替换该元素的value值，若是尚未那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最早加入的放在链尾。

key的hash值的算法：

   a、 当调用put(key,value)时，首先获取key的hashcode，int hash = key.hashCode(); 

   b、 再把hash经过一下运算获得一个int h.  hash ^= (hash >>> 20) ^ (hash >>> 12); 

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

为何要通过这样的运算呢？这就是HashMap的高明之处。先看个例子，一个十进制数32768(二进制1000 0000 0000 0000)，通过上述公式运算以后的结果是35080(二进制1000 1001 0000 1000)。看出来了吗？或许这样还看不出什么，再举个数字61440(二进制1111 0000 0000 0000)，运算结果是65263(二进制1111 1110 1110 1111)，如今应该很明显了，它的目的是让“1”变的均匀一点，散列的本意就是要尽可能均匀分布。那这样有什么意义呢？看第3步。 

    c、 获得h以后，把h与HashMap的承载量（HashMap的默认承载量【即上图中数组的长度】length是16，能够自动变长。在构造HashMap的时候也能够指定一个长 度。这个承载量就是上图所描述的数组的长度。）进行逻辑与运算，即 h & (length-1)，这样获得的结果就是一个比length小的正数，咱们把这个值叫作index。其实这个index就是索引将要插入的值在数组中的 位置。第b步那个算法的意义就是但愿可以得出均匀的index，这是HashTable的改进，HashTable中的算法只是把key的 hashcode与length相除取余，即hash % length，这样有可能会形成index分布不均匀。还有一点须要说明，HashMap的键能够为null，它的值是放在数组的第一个位置。 

HashMap和Hashtable的区别

HashMap和Hashtable都实现了Map接口，但决定用哪个以前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。JDK1.5之后HashTable能够用ConcurrentHashMap来代替。

1. HashMap几乎能够等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并能够接受null(HashMap能够接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。

2. HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程能够共享一个Hashtable；而若是没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。

3. 另外一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。因此当有其它线程改变了HashMap的结构（增长或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器自己的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并非一个必定发生的行为，要看JVM。这条一样也是Enumeration和Iterator的区别。

4. 因为Hashtable是线程安全的也是synchronized，因此在单线程环境下它比HashMap要慢。若是你不须要同步，只须要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。

5. HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

要注意的一些重要术语：

1) sychronized意味着在一次仅有一个线程可以更改Hashtable。就是说任何线程要更新Hashtable时要首先得到同步锁，其它线程要等到同步锁被释放以后才能再次得到同步锁更新Hashtable。

2) Fail-safe和iterator迭代器相关。若是某个集合对象建立了Iterator或者ListIterator，而后其它的线程试图“结构上”更改集合对象，将会抛出ConcurrentModificationException异常。但其它线程能够经过set()方法更改集合对象是容许的，由于这并无从“结构上”更改集合。可是假如已经从结构上进行了更改，再调用set()方法，将会抛出IllegalArgumentException异常。

3) 结构上的更改指的是删除或者插入一个元素，这样会影响到map的结构。

咱们可否让HashMap同步？

HashMap能够经过下面的语句进行同步：
Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

结论

Hashtable和HashMap有几个主要的不一样：线程安全以及速度。仅在你须要彻底的线程安全的时候使用Hashtable，而若是你使用Java 5或以上的话，请使用ConcurrentHashMap吧。