Java源码详解三：Hashtable源码分析--openjdk java 11源码

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注释
哈希算法与映射
线程安全的实现方法
put 操作
get操作

本系列是Java详解，专栏地址：Java源码分析

Hashtable官方文档：Hashtable (Java Platform SE 8 )
Hashtable.java源码共1522行,下载地址见我的文章：Java源码下载和阅读（JDK1.8/Java 11)

文件地址：openjdk-jdk11u-jdk-11.0.6-3/src/java.base/share/classes/java/util

想看Hashtable源码的一个重要的原因是：HashMap不是线程安全的，Hashtable是线程安全的
我很好奇Hashtable如何实现线程安全。

注释

看源码的第一步是看代码开始前的注释，注释里提到几个点：

1.key和value不能为null。
2.key的类必须实现hashCode和equals方法。注释是说must，这点存疑。
3.有2个参数影响Hashtable实例的性能，分别是initial capacity和load factor。capacity就是Hashtable有多少个buckets,桶。load factor是Hashtable有多满的时候会进行自动扩容。more的load factor为0.75，较高的值会减少空间开销，但会增加查找的时间成本。
4.Hashtable处理哈希冲突的方法是在一个桶里放多个实例。
5.iterator迭代器支持fail-fast，也就是说在迭代器创建后，如果Hashtable的结构发生了变化，迭代器会抛出异常ConcurrentModificationException。迭代器不会冒风险继续迭代。fail-fast并不能做出完全的保证，用户不应该完全依赖该异常。但keys和elements方法并不是fail-fast的。
6.Hashtable是线程安全的，如果不需要线程安全，推荐使用HashMap。如果需要线程安全，推荐ConcurrentHashMap。总之不推荐Hashtable。

类的继承如下：

public class Hashtable<K,V>extends Dictionary<K,V>implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

使用默认的构造函数：

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

默认的初始initialCapacity为11，load factor为0.75。
这里就和HashMap不同了，HashMap的capacity必须要是2的幂次。
对capacity的要求不同是因为采用了不同的哈希映射的方法。
HashTable默认的初始大小为11，之后每次扩充为原来的2n+1。
HashTable会尽量使用素数、奇数。当哈希表的大小为素数时，简单的取模哈希的结果会更加均匀

哈希算法与映射

Hashtable做法如下：

int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;// & 0x7FFFFFFF是为了让结果为正数

HashMap做法如下：

static final int hash(Object key) {int h;return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

Hashtable的代码是多年前的，HashMap的做法更优，主要是因为按位与比除法快。当然缺点就是哈希函数必须设计的很好，因此对hashCode的结果进行了位移操作。

线程安全的实现方法

Hashtable实现线程安全的方法是把大部分public的方法前都加上关键字synchronized。
真是简单粗暴的做法。

put 操作

put操作是synchronized的，具体的思路跟HashMap基本一样。
1.key或value为null抛出异常
2.算出哈希，映射到数组下标
3.如果存在一样的key，直接替换value
4.不存在的话，在最后加上新的节点，有人把这个方法叫做"拉链法"。
5.扩容的话，容量*2+1。

    public synchronized V put(K key, V value) {// Make sure the value is not nullif (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;}private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {Entry<?,?> tab[] = table;if (count >= threshold) {// Rehash the table if the threshold is exceededrehash();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];tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);count++;modCount++;}

get操作

代码很简单，不分析了：

    @SuppressWarnings("unchecked")public synchronized V get(Object key) {Entry<?,?> tab[] = table;int hash = key.hashCode();int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {return (V)e.value;}}return null;}

参考：

java - Why is the initialCapacity of Hashtable 11 while the DEFAULT_INITIAL_CAPACITY in HashMap is 16 and requires a power of 2? - Stack Overflow
HashMap和HashTable到底哪不同？
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