HashTable HashMap concurrentHashMap区别

 

HashTable HashMap concurrentHashMap区别

HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap都是map接口的实现类

1.（同步性）HashTable的方法是同步的，HashMap不能同步。

Hashtable线程安全（需要排队），源码中方法都加了synchronized（同步），HashMap中方法没有同步，所以线程不安全。

 

 

 

 

 

所以hashMap不安全。但是hashtable需要排队效率很低。我们需要使用concurrentHashMap,这个不会把整个方法锁住，采用分段锁的方式进行数据锁定。c+v: Hashtable和ConcurrentHashMap有什么分别呢？它们都可以用于多线程的环境，但是当Hashtable的大小增加到一定的时候，性能会急剧下降，因为迭代时需要被锁定很长的时间。因为ConcurrentHashMap引入了分割(segmentation)，不论它变得多么大，仅仅需要锁定map的某个部分，而其它的线程不需要等到迭代完成才能访问map。简而言之，在迭代的过程中，ConcurrentHashMap仅仅锁定map的某个部分，而Hashtable则会锁定整个map。

2.继承父类不同

HashTable是继承自Dictionary类，而HashMap是继承自AbstractMap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。

 

 

 

 

 

 

 

3.对null key和null value的支持不同

 

 

 

 

且HashTable注释中也有说明：

 

 

HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，可能是 HashMap中没有该键，也可能使该键所对应的值为null。因此，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。

4.初始化和扩容方式不同）HashTable中hash数组初始化大小及扩容方式不同。

**初始化数组的时机不一样：**

hashTable:在构造方法中初始化

 

 

 hashMap:是在第一次调用put方法的时候在resize(重新扩容的方法)（从put方法中找到putval 再找到resize方法）方法中建立这个数组

 

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。要求容量必须为2的次幂。

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Hashtable会尽量使用素数、奇数。而HashMap则总是使用2的幂作为哈希表的大小。

5. 计算hash值的方法不同

Hashtable直接使用key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法来获得最终的位置。

 

 

hashMap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.

 

 

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.例如通过h^(h>>>16)无符号位右移。

6.（遍历方法不同）HashTable使用Enumeration遍历，HashMap使用Iterator进行遍历。

7.index计算

Hashtable:index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

HashMap:index = hash & (tab.length – 1);

8.对外提供的接口不同

Hashtable比HashMap多提供了elements() 和contains() 两个方法。

elments() 方法继承自Hashtable的父类Dictionnary。elements() 方法用于返回此Hashtable中的value的枚举。

contains()方法判断该Hashtable是否包含传入的value。它的作用与containsValue()一致。事实上，contansValue() 就只是调用了一下contains() 方法。

9.hash冲突

当多个键值对通过键计算出来的hashCode是相同的话就会出现hash冲突

解决此冲突常用的是链地址法，即在数组数组&spm=1001.2101.3001.7020角标上加一个链表，冲突发生的时候就将新的键值对加在链表上。进行查找的时候，先通过hashCode找到数组角标，再遍历链表通过key.equals()方法确定位置。

10.加载因子

为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。

加载因子还可以通过构造函数根据实际情况由程序员指定。加载因子越小，查找的效率越快，空间成本越大（用空间换时间）

11.底层实现

HashTable：底层数组+链表实现

HashMap:底层数组+链表（红黑树）存储，键值都可以为空，线程不安全，当链表长度大于8时，将后面的数据放入红黑树存储。

ConcurrenHashMap:底层采用分段的数组+数组+链表（红黑树）实现，线程安全.

总结：

1.HashTable

任何非空对象都可作为键或值（键值都不能为空） 底层数组+链表实现 线程安全，实现线程安全的方式是在进行修改的时候锁住了整个HashTable，效率低下，ConcurrentHashMap对此进行了优化（分段所） 初始size是11，扩容2*size+1 计算hashCode的方法：直接使用key的hashcode对table数组的长度直接进行取模 index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

2.HashMap

基于hash表的Map接口的实现类，存储形式为一组组的键值对，并且键值都允许为空，键只能最多允许有一个null（key不可重复性），

HashMap类大致相当于 Hashtable，除了它是不同步的，允许空值。

HashMap不保证任何Map的秩序，特别是不保证存储的顺序随时间保持恒定

底层数组+链表（红黑树）存储，键值都可以为空，线程不安全，当链表长度大于8时，将后面的数据放入红黑树存储。 初始size为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂 扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入 当Map中元素总数超过Entry数组的75%，触发扩容操作，为了减少链表长度，元素分配更均匀 计算hashCode方法：计算hash对key的hashcode进行了二次hash，以获得更好的散列值，然后对table数组长度取摸 index = hash & (tab.length – 1)

3.ConcurrentHashMap

底层采用分段的数组+数组+链表（红黑树）实现，线程安全 通过把整个Map分为N个Segment，可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认提升16倍。(读操作不加锁，由于HashEntry的value变量是 volatile的，也能保证读取到最新的值。) Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占，ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术 有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁 扩容：段内扩容（段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容，不会对整个Map进行扩容），插入前检测需不需要扩容，有效避免无效扩容 ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。

 

## 补充：

###为什么我们需要ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList

同步的集合类（Hashtable和Vector），同步的封装类（使用Collections.synchronizedMap()方法和Collections.synchronizedList()方法返回的对象）可以创建出线程安全的Map和List。但是有些因素使得它们不适合高并发的系统。它们仅有单个锁，对整个集合加锁，以及为了防止ConcurrentModificationException异常经常要在迭代的时候要将集合锁定一段时间，这些特性对可扩展性来说都是障碍。

ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList保留了线程安全的同时，也提供了更高的并发性。ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList并不是处处都需要用，大部分时候你只需要用到HashMap和ArrayList，它们用于应对一些普通的情况。

其他copy的：

1. 底层数据结构不同:jdk1.7底层都是数组+链表,但jdk1.8 HashMap加入了红黑树
2. Hashtable 是不允许键或值为 null 的，HashMap 的键值则都可以为 null。
3. 添加key-value的hash值算法不同：HashMap添加元素时，是使用自定义的哈希算法,而HashTable是直接采用key的hashCode()
4. 实现方式不同：Hashtable 继承的是 Dictionary类，而 HashMap 继承的是 AbstractMap 类。
5. 初始化容量不同：HashMap 的初始容量为：16，Hashtable 初始容量为：11，两者的负载因子默认都是：0.75。
6. 扩容机制不同：当已用容量>总容量 * 负载因子时，HashMap 扩容规则为当前容量翻倍，Hashtable 扩容规则为当前容量翻倍 +1。
7. 支持的遍历种类不同：HashMap只支持Iterator遍历,而HashTable支持Iterator和Enumeration两种方式遍历
8. 迭代器不同：HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。而Hashtable 则不会。
9. 部分API不同：HashMap不支持contains(Object value)方法，没有重写toString()方法,而HashTable支持contains(Object value)方法，而且重写了toString()方法
10. 同步性不同: Hashtable是同步(synchronized)的，适用于多线程环境,而hashmap不是同步的，适用于单线程环境。多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。