HashMap和HashTable的区别

Java常见比较一

1.线程是否安全?

HashMap 是非线程安全的,HashTable 是线程安全的;HashTable 内部的方法基本都经过synchronized修饰。(如果你要保证线程安全,可以使用ConcurrentHashmap)

2.效率

因为线程安全的问题,Hashmap 要比 HashTable 效率高一点。不建议使用 HashTable。

3.对 Null key 和 Null value 的支持

HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有一个或者多个键所对应额的值为 null。但是在 HashTable 中键值为null,将报NullPointerException。

4.初始容量大小和每次扩充容量大小的不同

① 创建时如果不指定容量初始值,Hashtable 默认值的初始大小为11,之后每次扩充,容量变为原来的 2n+1。HashMap 默认的初始值为16,之后每次扩充,容量变为原来的 2 倍。
②创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而HashMap 会将其扩充为 2 的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小。

5.底层数据结构

JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。

HashMap 中带有初始容量的构造函数:

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);
 }
public HashMap(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 }

下面这个方法保证了 HashMap总是使用 2 的幂作为哈希表的大小:

 /**
  * Returns a power of two size for the given target capacity.
  */
  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;
 }

HashMap的长度为什么是 2 的幂次方?

为了能让 HashMap存取搞笑,尽量较少碰撞,也就是要尽量把数据分配均匀。Hash 值的范围值 -2147483648 到 2147483647,前面加起来大概 40 亿长度的数组,内存是放不下的。所以这个散列值是不能直接拿来用的。要先对数组的长度取模运算,得到的余数才能用要存放的位置也就是对应的数组下标。这个数组下标的计算方法是“(n-1)& hash”。(n代表数组长度)这也就解释了 HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方。

这个算法应该如何设计

我们首先可能会想到采用%取余的操作来实现。但是,重点来了:“取余(%)操作中如果除数是 2 的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作(也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是 2 的 n 次方)” 并且采用二进制位操作 &,相对于 % 能够提高运算效率,这就解释了 HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方。

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