HashMap和HashTable简介和区别

1、HashMap简介

HashMap是基于哈希表实现的，每个元素是一个key-value对，其内部经过单链表解决冲突问题，容量不足（超过了阀值）时，一样会自动增加。

HashMap是非线程安全的，只是用于单线程环境下，多线程环境下能够采用concurrent并发包下的concurrentHashMap。

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

HashMap存数据的过程是：

HashMap内部维护了一个存储数据的Entry数组，HashMap采用链表解决冲突，每个Entry本质上是一个单向链表。当准备添加一个key-value对时，首先经过hash(key)方法计算hash值，而后经过indexFor(hash,length)求该key-value对的存储位置，计算方法是先用hash&0x7FFFFFFF后，再对length取模，这就保证每个key-value对都能存入HashMap中，当计算出的位置相同时，因为存入位置是一个链表，则把这个key-value对插入链表头。

HashMap中key和value都容许为null。key为null的键值对永远都放在以table[0]为头结点的链表中。

了解了数据的存储，那么数据的读取也就很容易就明白了。

HashMap的存储结构，以下图所示：

图中，紫色部分即表明哈希表，也称为哈希数组，数组的每一个元素都是一个单链表的头节点，链表是用来解决冲突的，若是不一样的key映射到了数组的同一位置处，就将其放入单链表中。

HashMap内存储数据的Entry数组默认是16，若是没有对Entry扩容机制的话，当存储的数据一多，Entry内部的链表会很长，这就失去了HashMap的存储意义了。因此HasnMap内部有本身的扩容机制。HashMap内部有：

变量size，它记录HashMap的底层数组中已用槽的数量；

变量threshold，它是HashMap的阈值，用于判断是否须要调整HashMap的容量（threshold = 容量*加载因子）

变量DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f，默认加载因子为0.75

HashMap扩容的条件是：当size大于threshold时，对HashMap进行扩容

扩容是是新建了一个HashMap的底层数组，然后调用transfer方法，将就HashMap的所有元素添加到新的HashMap中（要从新计算元素在新的数组中的索引位置）。 很明显，扩容是一个至关耗时的操做，由于它须要从新计算这些元素在新的数组中的位置并进行复制处理。所以，咱们在用HashMap的时，最好能提早预估下HashMap中元素的个数，这样有助于提升HashMap的性能。

HashMap共有四个构造方法。构造方法中提到了两个很重要的参数：初始容量和加载因子。这两个参数是影响HashMap性能的重要参数，其中容量表示哈希表中槽的数量（即哈希数组的长度），初始容量是建立哈希表时的容量（从构造函数中能够看出，若是不指明，则默认为16），加载因子是哈希表在其容量自动增长以前能够达到多满的一种尺度，当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要对该哈希表进行 resize 操做（即扩容）。

下面说下加载因子，若是加载因子越大，对空间的利用更充分，可是查找效率会下降（链表长度会愈来愈长）；若是加载因子过小，那么表中的数据将过于稀疏（不少空间还没用，就开始扩容了），对空间形成严重浪费。若是咱们在构造方法中不指定，则系统默认加载因子为0.75，这是一个比较理想的值，通常状况下咱们是无需修改的。

另外，不管咱们指定的容量为多少，构造方法都会将实际容量设为不小于指定容量的2的次方的一个数，且最大值不能超过2的30次方。

2、Hashtable简介

Hashtable一样是基于哈希表实现的，一样每一个元素是一个key-value对，其内部也是经过单链表解决冲突问题，容量不足（超过了阀值）时，一样会自动增加。

Hashtable也是JDK1.0引入的类，是线程安全的，能用于多线程环境中。

Hashtable一样实现了Serializable接口，它支持序列化，实现了Cloneable接口，能被克隆。

3、HashMap和Hashtable的区别

一、二者最主要的区别在于Hashtable是线程安全，而HashMap则非线程安全。Hashtable的实现方法里面都添加了synchronized关键字来确保线程同步，所以相对而言HashMap性能会高一些，咱们平时使用时若无特殊需求建议使用HashMap，在多线程环境下若使用HashMap须要使用Collections.synchronizedMap()方法来获取一个线程安全的集合（Collections.synchronizedMap()实现原理是Collections定义了一个SynchronizedMap的内部类，这个类实现了Map接口，在调用方法时使用synchronized来保证线程同步,固然了实际上操做的仍是咱们传入的HashMap实例，简单的说就是Collections.synchronizedMap()方法帮咱们在操做HashMap时自动添加了synchronized来实现线程同步，相似的其它Collections.synchronizedXX方法也是相似原理。

二、HashMap可使用null做为key，不过建议仍是尽可能避免这样使用。HashMap以null做为key时，老是存储在table数组的第一个节点上。而Hashtable则不容许null做为key。

三、HashMap继承了AbstractMap，HashTable继承Dictionary抽象类，二者均实现Map接口。

四、HashMap的初始容量为16，Hashtable初始容量为11，二者的填充因子默认都是0.75。

五、HashMap扩容时是当前容量翻倍即:capacity2，Hashtable扩容时是容量翻倍+1即:capacity2+1。

六、HashMap和Hashtable的底层实现都是数组+链表结构实现。

七、二者计算hash的方法不一样： Hashtable计算hash是直接使用key的hashcode对table数组的长度直接进行取模：

int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

HashMap计算hash对key的hashcode进行了二次hash，以得到更好的散列值，而后对table数组长度取摸：

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

static int indexFor(int h, int length) {
     return h & (length-1);
 }

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