HashMap和Hashtable理解与对比

一、概述

HashMap和Hashtable的区别在面试的时候经常会被问到，那么它们有什么区别呢？这里谈一下它们各自的特点以及它们的区别在哪里。

二、HashMap

1、HashMap是键值对key-value形式双列集合。它的底层存储原理是哈希表。为了简明描述哈希表（数组+链表），我画了一个图（不专业，轻喷）。

2、对应HashMap采用哈希表存储键值对元素的方式，配合着上图做一些说明：

1）E*代表一个Node节点，每个Node节点就是我们理解的一个key-value的mapping映射。

2）每个Node除了保存了key和value的映射外呢，还保存了它下一Node的引用。例如图中，Eb保存了Ebb

的引用，而Ebb保存了Ebbb的引用。

3）HashMap的put(key,value)方法介绍

每一个链表，如Eb-->Ebb-->Ebbb，这三个节点的key是不相等的。那么你可能会问，为什么它们三个会被放

在一个链表中呢？是这样的。当你调用put（key,value）方法时，会根据key计算出一个hash值，然后再通

过这个hash值和map当前的长度计算出一个数值，然后将这个数值作为图中数组tab脚标而获取这个脚标

对应的Node节点。如果这个节点不存在，则直接创建一个新的Node节点，插入到数组中的你计算出的那个

脚标的位置。如果存在，则判断key和你put进来的key是否相等（注意相等的判定：hash值相等且equal

相等），如果相等，那么直接更新其值value，也就是我们常见的覆盖旧value操作，如果旧value为null，则

直接将null值设置为你传进来的value值，如果不相等（此处不介绍LinkedHashMap）则去以遍历的方式寻

找这个节点的next节点，如果和这个链表的每个节点的next节点都不相等，则在链表的最后一个Node节点

后创建新节点。如果其中判定有一个相等，那么进行覆盖值并返回旧值操作。当然，这只是put方法的概要

解读，更详细的解读需要自己看一下源码。

HashMap.put(key,value)方法的注意点：

（1）没有synchronized关键字修饰，意味着它是非线程安全的。

public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

（2）key和value可以是null-null、null-value、key-null的形式。如果Map中不存在将要添加的元素那么返

回值为null,如果已经存在且value不为null，那么新value覆盖旧value，返回旧value，如果旧value为null，

那么将新value和key形成一个key-value映射，并返回null。key为null的时候，null也是一个键，键具有唯

一性，value可以重复。

3、HashMap的resize()方法理解

这个方法时HashMap容量不够时进行扩容的方法，觉得有必要说一下。

当HashMap的容量不够用时，再往容器中添加元素时，HashMap会进行扩容操作。当HashMap的容量为最大的

时，则不扩容，但是容器阈值会设置为Integer类型的最大值。当不是最大的时，容器会进行扩容，容量会变为

原来的二倍（此时也不大于最大容量），并且阈值也会随之变化，变为原阈值的二倍。扩容就是在堆中新

创建一个HashMap容器，然后将原来就的HashMap中的元素放到新容器中，放置的时候会重新计算每个Node节

点在哈希表中的位置。

4、HashMap的构造

我们常用的都是空参构造。空参构造一个HashMap，那么它的构造方法使用的是默认的初始化容量16和

加载因子0.75。

    /*** 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}

当我们使用带参构造：

    /*** Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial* capacity and load factor.** @param  initialCapacity the initial capacity* @param  loadFactor      the load factor* @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative*         or the load factor is nonpositive*/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);}

此时，阈值（threshold ）也不是简单的容量*加载因子获取，而是需要通过一个算法，如下：

this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);

tableSizeFor(initialCapacity)：

    /*** Returns a power of two size for the given target capacity.* 根据给定的目标容量，返回一个2的整数倍的数（自己翻译，水平有限，轻喷）。*/static final int tableSizeFor(int cap) {int n = cap - 1;n |= n >>> 1;n |= n >>> 2;n |= n >>> 4;n |= n >>> 8;n |= n >>> 16;return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;}

这里探讨这个构造的本意在于，如果我们能预估出Map大概能存储多个少键值对，那么我们可以直接通过指

定容量这种带参构造穿件Map实例，这样可以避免Map的扩容造成的资源和性能浪费。对应加载因子0.75的

默认值，我们一般是不做修改的，这涉及到Map的存取性能问题。

HashMap是非线程安全的，是因为HashMap的方法都是没有用synchronized关键字修饰的。

三、Hashtable

Hashtable已经被弃用的一个类，性能比较低，它有一些自己的特点，不知道你发现没有，它不符合大小驼

峰命名规则，这点很讨厌。

1、Hashtable的方法几乎都是同步的，都有synchronized关键字修饰，因此和HashMap相比，它是线程安全的。

public synchronized V put(K key, V value) {...}

2、Hashtable中key-value的映射，key和value 都是不允许为null的，如果为null了呢？对不起，空指针异常抛出。

3、Hashtable在计算节点元素在哈希表中的位置使用的算法稍有区别，它有它的好处，但和HashMap的算法比

起来明显性能低一些。

4、Hashtable的扩容是原来容量的二倍加1（2n+1），源码参考：int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;

四、HashMap和Hashtable有哪些主要区别呢？

1、HashMap是继承自AbstractMap类，而HashTable是继承自Dictionary类。不过它们都实现了同时实现了map、Cloneable（可复制）、Serializable（可序列化）这三个接口。

2、Hashtable比HashMap多提供了elments() 和contains() 两个方法。

3、HashMap的key-value支持key-value，null-null，key-null，null-value四种。而Hashtable只支持key-value一种（即

key和value都不为null这种形式）。既然HashMap支持带有null的形式，那么在HashMap中不能由get()方法来判断

HashMap中是否存在某个键，而应该用containsKey()方法来判断，因为使用get的时候，当返回null时，你无法判断到底

是不存在这个key，还是这个key就是null，还是key存在但value是null。

4、线程安全性不同，HashMap的方法都没有使用synchronized关键字修饰，都是非线程安全的，而Hashtable的方法几乎

都是被synchronized关键字修饰的。但是，当我们需要HashMap是线程安全的时，怎么办呢？我们可以通过Collections.synchronizedMap(hashMap)来进行处理，亦或者我们使用线程安全的ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的，但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为ConcurrentHashMap使用了分段锁，并不对整个数据进行锁定。

5、初始容量大小和每次扩充容量大小的不同
Hashtable默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。

6、计算hash值的方法不同
为了得到元素的位置，首先需要根据元素的 KEY计算出一个hash值，然后再用这个hash值来计算得到最终的位置。

Hashtable直接使用对象的hashCode。hashCode是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。然后再使用除留余数发来获得最终的位置。

Hashtable在计算元素的位置时需要进行一次除法运算，而除法运算是比较耗时的。
HashMap为了提高计算效率，将哈希表的大小固定为了2的幂，这样在取模预算时，不需要做除法，只需要做位运算。位运算比除法的效率要高很多。

HashMap的效率虽然提高了，但是hash冲突却也增加了。因为它得出的hash值的低位相同的概率比较高，而计算位运算

为了解决这个问题，HashMap重新根据hashcode计算hash值后，又对hash值做了一些运算来打散数据。使得取得的位置更加分散，从而减少了hash冲突。当然了，为了高效，HashMap只做了一些简单的位处理。从而不至于把使用2 的幂次方带来的效率提升给抵消掉。

本文参考了以下内容：https://blog.csdn.net/wangxing233/article/details/79452946