HashTable详解、源码、扩容、深入理解HashTable、HashTable多线程并发问题
Hashtable 简介
和HashMap一样，Hashtable 也是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。
Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。容量 是哈希表中桶 的数量，初始容量 就是哈希表创建时的容量。注意，哈希表的状态为 open：在发生“哈希冲突”的情况下，单个桶会存储多个条目，这些条目必须按顺序搜索。加载因子 是对哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。初始容量和加载因子这两个参数只是对该实现的提示。关于何时以及是否调用 rehash 方法的具体细节则依赖于该实现。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查找某个条目的时间（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。
Dictionary类是任何可将键映射到相应值的类的抽象父类，每个键和值都是对象
Dictionary源码注释指出 Dictionary 这个类过时了，新的实现类应该实现Map接口
Hashtable成员变量
table：一个Entry[]数组类型，而Entry（在 HashMap 中有讲解过）就是一个单向链表。哈希表的”key-value键值对”都是存储在Entry数组中的
count：Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量
threshold：Hashtable的阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量，threshold的值 = （容量 * 负载因子）
loadFactor：负载因子
modCount：用来实现fail-fast机制的
Hashtable构造方法
Hashtable 一共提供了 4 个构造方法
public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor)： 用指定初始容量和指定加载因子构造一个新的空哈希表
public Hashtable(int initialCapacity)：用指定初始容量和默认的加载因子 (0.75) 构造一个新的空哈希表
public Hashtable()：默认构造函数，容量为 11，加载因子为 0.75
public Hashtable(Map< ? extends K, ? extends V> t)：构造一个与给定的Map具有相同映射关系的新哈希表
Hashtable的存储
public synchronized V put(K key, V value) {
//确保value不为null
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
//确保key不在hashtable中
//首先，通过hash方法计算key的哈希值，并计算得出index值，确定其在table[]中的位置
//其次，迭代index索引位置的链表，如果该位置处的链表存在相同的key，则替换value，返回旧的value
Entry tab[] = table;
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
V old = e.value;
e.value = value;
return old;
}
}
modCount++;
if (count >= threshold) {
//如果超过阀值，就进行rehash操作
rehash();
tab = table;
hash = hash(key);
index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
}
//将值插入，返回的为null
Entry<K,V> e = tab[index];
// 创建新的Entry节点，并将新的Entry插入Hashtable的index位置，并设置e为新的Entry的下一个元素
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
count++;
return null;
}
存储的流程如下：
判断value是否为空，为空则抛出异常
计算key的hash值，并根据hash值获得key在table数组中的位置index
如果table[index]元素为空，将元素插入到table[index]位置
如果table[index]元素不为空，则进行遍历链表，如果遇到相同的key，则新的value替代旧的value，并返回旧 value，否则将元素插入到链头，返回null
Hashtable的获取
public synchronized V get(Object key) {
Entry tab[] = table;
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return e.value;
}
}
return null;
}
获取的流程如下：
通过 hash()方法求得key的哈希值
根据hash值得到index索引
迭代链表，返回匹配的key的对应的value，找不到则返回null
详细源码如下基于jdk1.6
1 package java.util;
2 import java.io.*;
3
4 public class Hashtable<K,V>
5 extends Dictionary<K,V>
6 implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable {
7
8 // Hashtable保存key-value的数组。
9 // Hashtable是采用拉链法实现的，每一个Entry本质上是一个单向链表
10 private transient Entry[] table;
11
12 // Hashtable中元素的实际数量
13 private transient int count;
14
15 // 阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量（threshold = 容量*加载因子）
16 private int threshold;
17
18 // 加载因子
19 private float loadFactor;
20
21 // Hashtable被改变的次数
22 private transient int modCount = 0;
23
24 // 序列版本号
25 private static final long serialVersionUID = 1421746759512286392L;
26
27 // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
28 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
29 if (initialCapacity < 0)
30 throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
31 initialCapacity);
32 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
33 throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);
34
35 if (initialCapacity==0)
36 initialCapacity = 1;
37 this.loadFactor = loadFactor;
38 table = new Entry[initialCapacity];
39 threshold = (int)(initialCapacity * loadFactor);
40 }
41
42 // 指定“容量大小”的构造函数
43 public Hashtable(int initialCapacity) {
44 this(initialCapacity, 0.75f);
45 }
46
47 // 默认构造函数。
48 public Hashtable() {
49 // 默认构造函数，指定的容量大小是11；加载因子是0.75
50 this(11, 0.75f);
51 }
52
53 // 包含“子Map”的构造函数
54 public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) {
55 this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
56 // 将“子Map”的全部元素都添加到Hashtable中
57 putAll(t);
58 }
59
60 public synchronized int size() {
61 return count;
62 }
63
64 public synchronized boolean isEmpty() {
65 return count == 0;
66 }
67
68 // 返回“所有key”的枚举对象
69 public synchronized Enumeration<K> keys() {
70 return this.<K>getEnumeration(KEYS);
71 }
72
73 // 返回“所有value”的枚举对象
74 public synchronized Enumeration<V> elements() {
75 return this.<V>getEnumeration(VALUES);
76 }
77
78 // 判断Hashtable是否包含“值(value)”
79 public synchronized boolean contains(Object value) {
80 // Hashtable中“键值对”的value不能是null，
81 // 若是null的话，抛出异常!
82 if (value == null) {
83 throw new NullPointerException();
84 }
85
86 // 从后向前遍历table数组中的元素(Entry)
87 // 对于每个Entry(单向链表)，逐个遍历，判断节点的值是否等于value
88 Entry tab[] = table;
89 for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) {
90 for (Entry<K,V> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) {
91 if (e.value.equals(value)) {
92 return true;
93 }
94 }
95 }
96 return false;
97 }
98
99 public boolean containsValue(Object value) {
100 return contains(value);
101 }
102
103 // 判断Hashtable是否包含key
104 public synchronized boolean containsKey(Object key) {
105 Entry tab[] = table;
106 int hash = key.hashCode();
107 // 计算索引值，
108 // % tab.length 的目的是防止数据越界
109 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
110 // 找到“key对应的Entry(链表)”，然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素
111 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
112 if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
113 return true;
114 }
115 }
116 return false;
117 }
118
119 // 返回key对应的value，没有的话返回null
120 public synchronized V get(Object key) {
121 Entry tab[] = table;
122 int hash = key.hashCode();
123 // 计算索引值，
124 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
125 // 找到“key对应的Entry(链表)”，然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素
126 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
127 if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
128 return e.value;
129 }
130 }
131 return null;
132 }
133
134 // 调整Hashtable的长度，将长度变成原来的(2倍+1)
135 // (01) 将“旧的Entry数组”赋值给一个临时变量。
136 // (02) 创建一个“新的Entry数组”，并赋值给“旧的Entry数组”
137 // (03) 将“Hashtable”中的全部元素依次添加到“新的Entry数组”中
138 protected void rehash() {
139 int oldCapacity = table.length;
140 Entry[] oldMap = table;
141
142 int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;
143 Entry[] newMap = new Entry[newCapacity];
144
145 modCount++;
146 threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
147 table = newMap;
148
149 for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
150 for (Entry<K,V> old = oldMap[i] ; old != null ; ) {
151 Entry<K,V> e = old;
152 old = old.next;
153
154 int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
155 e.next = newMap[index];
156 newMap[index] = e;
157 }
158 }
159 }
160
161 // 将“key-value”添加到Hashtable中
162 public synchronized V put(K key, V value) {
163 // Hashtable中不能插入value为null的元素！！！
164 if (value == null) {
165 throw new NullPointerException();
166 }
167
168 // 若“Hashtable中已存在键为key的键值对”，
169 // 则用“新的value”替换“旧的value”
170 Entry tab[] = table;
171 int hash = key.hashCode();
172 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
173 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
174 if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
175 V old = e.value;
176 e.value = value;
177 return old;
178 }
179 }
180
181 // 若“Hashtable中不存在键为key的键值对”，
182 // (01) 将“修改统计数”+1
183 modCount++;
184 // (02) 若“Hashtable实际容量” > “阈值”(阈值=总的容量 * 加载因子)
185 // 则调整Hashtable的大小
186 if (count >= threshold) {
187 // Rehash the table if the threshold is exceeded
188 rehash();
189
190 tab = table;
191 index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
192 }
193
194 // (03) 将“Hashtable中index”位置的Entry(链表)保存到e中
195 Entry<K,V> e = tab[index];
196 // (04) 创建“新的Entry节点”，并将“新的Entry”插入“Hashtable的index位置”，并设置e为“新的Entry”的下一个元素(即“新Entry”为链表表头)。
197 tab[index] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
198 // (05) 将“Hashtable的实际容量”+1
199 count++;
200 return null;
201 }
202
203 // 删除Hashtable中键为key的元素
204 public synchronized V remove(Object key) {
205 Entry tab[] = table;
206 int hash = key.hashCode();
207 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
208 // 找到“key对应的Entry(链表)”
209 // 然后在链表中找出要删除的节点，并删除该节点。
210 for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null ; e != null ; prev = e, e = e.next) {
211 if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
212 modCount++;
213 if (prev != null) {
214 prev.next = e.next;
215 } else {
216 tab[index] = e.next;
217 }
218 count--;
219 V oldValue = e.value;
220 e.value = null;
221 return oldValue;
222 }
223 }
224 return null;
225 }
226
227 // 将“Map(t)”的中全部元素逐一添加到Hashtable中
228 public synchronized void putAll(Map<? extends K, ? extends V> t) {
229 for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : t.entrySet())
230 put(e.getKey(), e.getValue());
231 }
232
233 // 清空Hashtable
234 // 将Hashtable的table数组的值全部设为null
235 public synchronized void clear() {
236 Entry tab[] = table;
237 modCount++;
238 for (int index = tab.length; --index >= 0; )
239 tab[index] = null;
240 count = 0;
241 }
242
243 // 克隆一个Hashtable，并以Object的形式返回。
244 public synchronized Object clone() {
245 try {
246 Hashtable<K,V> t = (Hashtable<K,V>) super.clone();
247 t.table = new Entry[table.length];
248 for (int i = table.length ; i-- > 0 ; ) {
249 t.table[i] = (table[i] != null)
250 ? (Entry<K,V>) table[i].clone() : null;
251 }
252 t.keySet = null;
253 t.entrySet = null;
254 t.values = null;
255 t.modCount = 0;
256 return t;
257 } catch (CloneNotSupportedException e) {
258 // this shouldn't happen, since we are Cloneable
259 throw new InternalError();
260 }
261 }
262
263 public synchronized String toString() {
264 int max = size() - 1;
265 if (max == -1)
266 return "{}";
267
268 StringBuilder sb = new StringBuilder();
269 Iterator<Map.Entry<K,V>> it = entrySet().iterator();
270
271 sb.append('{');
272 for (int i = 0; ; i++) {
273 Map.Entry<K,V> e = it.next();
274 K key = e.getKey();
275 V value = e.getValue();
276 sb.append(key == this ? "(this Map)" : key.toString());
277 sb.append('=');
278 sb.append(value == this ? "(this Map)" : value.toString());
279
280 if (i == max)
281 return sb.append('}').toString();
282 sb.append(", ");
283 }
284 }
285
286 // 获取Hashtable的枚举类对象
287 // 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空枚举类”对象；
288 // 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口)
289 private <T> Enumeration<T> getEnumeration(int type) {
290 if (count == 0) {
291 return (Enumeration<T>)emptyEnumerator;
292 } else {
293 return new Enumerator<T>(type, false);
294 }
295 }
296
297 // 获取Hashtable的迭代器
298 // 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空迭代器”对象；
299 // 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口)
300 private <T> Iterator<T> getIterator(int type) {
301 if (count == 0) {
302 return (Iterator<T>) emptyIterator;
303 } else {
304 return new Enumerator<T>(type, true);
305 }
306 }
307
308 // Hashtable的“key的集合”。它是一个Set，意味着没有重复元素
309 private transient volatile Set<K> keySet = null;
310 // Hashtable的“key-value的集合”。它是一个Set，意味着没有重复元素
311 private transient volatile Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
312 // Hashtable的“key-value的集合”。它是一个Collection，意味着可以有重复元素
313 private transient volatile Collection<V> values = null;
314
315 // 返回一个被synchronizedSet封装后的KeySet对象
316 // synchronizedSet封装的目的是对KeySet的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步
317 public Set<K> keySet() {
318 if (keySet == null)
319 keySet = Collections.synchronizedSet(new KeySet(), this);
320 return keySet;
321 }
322
323 // Hashtable的Key的Set集合。
324 // KeySet继承于AbstractSet，所以，KeySet中的元素没有重复的。
325 private class KeySet extends AbstractSet<K> {
326 public Iterator<K> iterator() {
327 return getIterator(KEYS);
328 }
329 public int size() {
330 return count;
331 }
332 public boolean contains(Object o) {
333 return containsKey(o);
334 }
335 public boolean remove(Object o) {
336 return Hashtable.this.remove(o) != null;
337 }
338 public void clear() {
339 Hashtable.this.clear();
340 }
341 }
342
343 // 返回一个被synchronizedSet封装后的EntrySet对象
344 // synchronizedSet封装的目的是对EntrySet的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步
345 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
346 if (entrySet==null)
347 entrySet = Collections.synchronizedSet(new EntrySet(), this);
348 return entrySet;
349 }
350
351 // Hashtable的Entry的Set集合。
352 // EntrySet继承于AbstractSet，所以，EntrySet中的元素没有重复的。
353 private class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
354 public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
355 return getIterator(ENTRIES);
356 }
357
358 public boolean add(Map.Entry<K,V> o) {
359 return super.add(o);
360 }
361
362 // 查找EntrySet中是否包含Object(0)
363 // 首先，在table中找到o对应的Entry(Entry是一个单向链表)
364 // 然后，查找Entry链表中是否存在Object
365 public boolean contains(Object o) {
366 if (!(o instanceof Map.Entry))
367 return false;
368 Map.Entry entry = (Map.Entry)o;
369 Object key = entry.getKey();
370 Entry[] tab = table;
371 int hash = key.hashCode();
372 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
373
374 for (Entry e = tab[index]; e != null; e = e.next)
375 if (e.hash==hash && e.equals(entry))
376 return true;
377 return false;
378 }
379
380 // 删除元素Object(0)
381 // 首先，在table中找到o对应的Entry(Entry是一个单向链表)
382 // 然后，删除链表中的元素Object
383 public boolean remove(Object o) {
384 if (!(o instanceof Map.Entry))
385 return false;
386 Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;
387 K key = entry.getKey();
388 Entry[] tab = table;
389 int hash = key.hashCode();
390 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
391
392 for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null; e != null;
393 prev = e, e = e.next) {
394 if (e.hash==hash && e.equals(entry)) {
395 modCount++;
396 if (prev != null)
397 prev.next = e.next;
398 else
399 tab[index] = e.next;
400
401 count--;
402 e.value = null;
403 return true;
404 }
405 }
406 return false;
407 }
408
409 public int size() {
410 return count;
411 }
412
413 public void clear() {
414 Hashtable.this.clear();
415 }
416 }
417
418 // 返回一个被synchronizedCollection封装后的ValueCollection对象
419 // synchronizedCollection封装的目的是对ValueCollection的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步
420 public Collection<V> values() {
421 if (values==null)
422 values = Collections.synchronizedCollection(new ValueCollection(),
423 this);
424 return values;
425 }
426
427 // Hashtable的value的Collection集合。
428 // ValueCollection继承于AbstractCollection，所以，ValueCollection中的元素可以重复的。
429 private class ValueCollection extends AbstractCollection<V> {
430 public Iterator<V> iterator() {
431 return getIterator(VALUES);
432 }
433 public int size() {
434 return count;
435 }
436 public boolean contains(Object o) {
437 return containsValue(o);
438 }
439 public void clear() {
440 Hashtable.this.clear();
441 }
442 }
443
444 // 重新equals()函数
445 // 若两个Hashtable的所有key-value键值对都相等，则判断它们两个相等
446 public synchronized boolean equals(Object o) {
447 if (o == this)
448 return true;
449
450 if (!(o instanceof Map))
451 return false;
452 Map<K,V> t = (Map<K,V>) o;
453 if (t.size() != size())
454 return false;
455
456 try {
457 // 通过迭代器依次取出当前Hashtable的key-value键值对
458 // 并判断该键值对，存在于Hashtable(o)中。
459 // 若不存在，则立即返回false；否则，遍历完“当前Hashtable”并返回true。
460 Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
461 while (i.hasNext()) {
462 Map.Entry<K,V> e = i.next();
463 K key = e.getKey();
464 V value = e.getValue();
465 if (value == null) {
466 if (!(t.get(key)==null && t.containsKey(key)))
467 return false;
468 } else {
469 if (!value.equals(t.get(key)))
470 return false;
471 }
472 }
473 } catch (ClassCastException unused) {
474 return false;
475 } catch (NullPointerException unused) {
476 return false;
477 }
478
479 return true;
480 }
481
482 // 计算Hashtable的哈希值
483 // 若 Hashtable的实际大小为0 或者 加载因子<0，则返回0。
484 // 否则，返回“Hashtable中的每个Entry的key和value的异或值 的总和”。
485 public synchronized int hashCode() {
486 int h = 0;
487 if (count == 0 || loadFactor < 0)
488 return h; // Returns zero
489
490 loadFactor = -loadFactor; // Mark hashCode computation in progress
491 Entry[] tab = table;
492 for (int i = 0; i < tab.length; i++)
493 for (Entry e = tab[i]; e != null; e = e.next)
494 h += e.key.hashCode() ^ e.value.hashCode();
495 loadFactor = -loadFactor; // Mark hashCode computation complete
496
497 return h;
498 }
499
500 // java.io.Serializable的写入函数
501 // 将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中
502 private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
503 throws IOException
504 {
505 // Write out the length, threshold, loadfactor
506 s.defaultWriteObject();
507
508 // Write out length, count of elements and then the key/value objects
509 s.writeInt(table.length);
510 s.writeInt(count);
511 for (int index = table.length-1; index >= 0; index--) {
512 Entry entry = table[index];
513
514 while (entry != null) {
515 s.writeObject(entry.key);
516 s.writeObject(entry.value);
517 entry = entry.next;
518 }
519 }
520 }
521
522 // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
523 // 将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出
524 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
525 throws IOException, ClassNotFoundException
526 {
527 // Read in the length, threshold, and loadfactor
528 s.defaultReadObject();
529
530 // Read the original length of the array and number of elements
531 int origlength = s.readInt();
532 int elements = s.readInt();
533
534 // Compute new size with a bit of room 5% to grow but
535 // no larger than the original size. Make the length
536 // odd if it's large enough, this helps distribute the entries.
537 // Guard against the length ending up zero, that's not valid.
538 int length = (int)(elements * loadFactor) + (elements / 20) + 3;
539 if (length > elements && (length & 1) == 0)
540 length--;
541 if (origlength > 0 && length > origlength)
542 length = origlength;
543
544 Entry[] table = new Entry[length];
545 count = 0;
546
547 // Read the number of elements and then all the key/value objects
548 for (; elements > 0; elements--) {
549 K key = (K)s.readObject();
550 V value = (V)s.readObject();
551 // synch could be eliminated for performance
552 reconstitutionPut(table, key, value);
553 }
554 this.table = table;
555 }
556
557 private void reconstitutionPut(Entry[] tab, K key, V value)
558 throws StreamCorruptedException
559 {
560 if (value == null) {
561 throw new java.io.StreamCorruptedException();
562 }
563 // Makes sure the key is not already in the hashtable.
564 // This should not happen in deserialized version.
565 int hash = key.hashCode();
566 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
567 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
568 if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
569 throw new java.io.StreamCorruptedException();
570 }
571 }
572 // Creates the new entry.
573 Entry<K,V> e = tab[index];
574 tab[index] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
575 count++;
576 }
577
578 // Hashtable的Entry节点，它本质上是一个单向链表。
579 // 也因此，我们才能推断出Hashtable是由拉链法实现的散列表
580 private static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
581 // 哈希值
582 int hash;
583 K key;
584 V value;
585 // 指向的下一个Entry，即链表的下一个节点
586 Entry<K,V> next;
587
588 // 构造函数
589 protected Entry(int hash, K key, V value, Entry<K,V> next) {
590 this.hash = hash;
591 this.key = key;
592 this.value = value;
593 this.next = next;
594 }
595
596 protected Object clone() {
597 return new Entry<K,V>(hash, key, value,
598 (next==null ? null : (Entry<K,V>) next.clone()));
599 }
600
601 public K getKey() {
602 return key;
603 }
604
605 public V getValue() {
606 return value;
607 }
608
609 // 设置value。若value是null，则抛出异常。
610 public V setValue(V value) {
611 if (value == null)
612 throw new NullPointerException();
613
614 V oldValue = this.value;
615 this.value = value;
616 return oldValue;
617 }
618
619 // 覆盖equals()方法，判断两个Entry是否相等。
620 // 若两个Entry的key和value都相等，则认为它们相等。
621 public boolean equals(Object o) {
622 if (!(o instanceof Map.Entry))
623 return false;
624 Map.Entry e = (Map.Entry)o;
625
626 return (key==null ? e.getKey()==null : key.equals(e.getKey())) &&
627 (value==null ? e.getValue()==null : value.equals(e.getValue()));
628 }
629
630 public int hashCode() {
631 return hash ^ (value==null ? 0 : value.hashCode());
632 }
633
634 public String toString() {
635 return key.toString()+"="+value.toString();
636 }
637 }
638
639 private static final int KEYS = 0;
640 private static final int VALUES = 1;
641 private static final int ENTRIES = 2;
642
643 // Enumerator的作用是提供了“通过elements()遍历Hashtable的接口” 和 “通过entrySet()遍历Hashtable的接口”。因为，它同时实现了 “Enumerator接口”和“Iterator接口”。
644 private class Enumerator<T> implements Enumeration<T>, Iterator<T> {
645 // 指向Hashtable的table
646 Entry[] table = Hashtable.this.table;
647 // Hashtable的总的大小
648 int index = table.length;
649 Entry<K,V> entry = null;
650 Entry<K,V> lastReturned = null;
651 int type;
652
653 // Enumerator是 “迭代器(Iterator)” 还是 “枚举类(Enumeration)”的标志
654 // iterator为true，表示它是迭代器；否则，是枚举类。
655 boolean iterator;
656
657 // 在将Enumerator当作迭代器使用时会用到，用来实现fail-fast机制。
658 protected int expectedModCount = modCount;
659
660 Enumerator(int type, boolean iterator) {
661 this.type = type;
662 this.iterator = iterator;
663 }
664
665 // 从遍历table的数组的末尾向前查找，直到找到不为null的Entry。
666 public boolean hasMoreElements() {
667 Entry<K,V> e = entry;
668 int i = index;
669 Entry[] t = table;
670 /* Use locals for faster loop iteration */
671 while (e == null && i > 0) {
672 e = t[--i];
673 }
674 entry = e;
675 index = i;
676 return e != null;
677 }
678
679 // 获取下一个元素
680 // 注意：从hasMoreElements() 和nextElement() 可以看出“Hashtable的elements()遍历方式”
681 // 首先，从后向前的遍历table数组。table数组的每个节点都是一个单向链表(Entry)。
682 // 然后，依次向后遍历单向链表Entry。
683 public T nextElement() {
684 Entry<K,V> et = entry;
685 int i = index;
686 Entry[] t = table;
687 /* Use locals for faster loop iteration */
688 while (et == null && i > 0) {
689 et = t[--i];
690 }
691 entry = et;
692 index = i;
693 if (et != null) {
694 Entry<K,V> e = lastReturned = entry;
695 entry = e.next;
696 return type == KEYS ? (T)e.key : (type == VALUES ? (T)e.value : (T)e);
697 }
698 throw new NoSuchElementException("Hashtable Enumerator");
699 }
700
701 // 迭代器Iterator的判断是否存在下一个元素
702 // 实际上，它是调用的hasMoreElements()
703 public boolean hasNext() {
704 return hasMoreElements();
705 }
706
707 // 迭代器获取下一个元素
708 // 实际上，它是调用的nextElement()
709 public T next() {
710 if (modCount != expectedModCount)
711 throw new ConcurrentModificationException();
712 return nextElement();
713 }
714
715 // 迭代器的remove()接口。
716 // 首先，它在table数组中找出要删除元素所在的Entry，
717 // 然后，删除单向链表Entry中的元素。
718 public void remove() {
719 if (!iterator)
720 throw new UnsupportedOperationException();
721 if (lastReturned == null)
722 throw new IllegalStateException("Hashtable Enumerator");
723 if (modCount != expectedModCount)
724 throw new ConcurrentModificationException();
725
726 synchronized(Hashtable.this) {
727 Entry[] tab = Hashtable.this.table;
728 int index = (lastReturned.hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
729
730 for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null; e != null;
731 prev = e, e = e.next) {
732 if (e == lastReturned) {
733 modCount++;
734 expectedModCount++;
735 if (prev == null)
736 tab[index] = e.next;
737 else
738 prev.next = e.next;
739 count--;
740 lastReturned = null;
741 return;
742 }
743 }
744 throw new ConcurrentModificationException();
745 }
746 }
747 }
748
749
750 private static Enumeration emptyEnumerator = new EmptyEnumerator();
751 private static Iterator emptyIterator = new EmptyIterator();
752
753 // 空枚举类
754 // 当Hashtable的实际大小为0；此时，又要通过Enumeration遍历Hashtable时，返回的是“空枚举类”的对象。
755 private static class EmptyEnumerator implements Enumeration<Object> {
756
757 EmptyEnumerator() {
758 }
759
760 // 空枚举类的hasMoreElements() 始终返回false
761 public boolean hasMoreElements() {
762 return false;
763 }
764
765 // 空枚举类的nextElement() 抛出异常
766 public Object nextElement() {
767 throw new NoSuchElementException("Hashtable Enumerator");
768 }
769 }
770
771
772 // 空迭代器
773 // 当Hashtable的实际大小为0；此时，又要通过迭代器遍历Hashtable时，返回的是“空迭代器”的对象。
774 private static class EmptyIterator implements Iterator<Object> {
775
776 EmptyIterator() {
777 }
778
779 public boolean hasNext() {
780 return false;
781 }
782
783 public Object next() {
784 throw new NoSuchElementException("Hashtable Iterator");
785 }
786
787 public void remove() {
788 throw new IllegalStateException("Hashtable Iterator");
789 }
790
791 }
792 }
Hashtable遍历方式
Hashtable有4种遍历方式：
//1、使用keys()
Enumeration<String> en1 = table.keys();
while(en1.hasMoreElements()) {
en1.nextElement();
}
//2、使用elements()
Enumeration<String> en2 = table.elements();
while(en2.hasMoreElements()) {
en2.nextElement();
}
//3、使用keySet()
Iterator<String> it1 = table.keySet().iterator();
while(it1.hasNext()) {
it1.next();
}
//4、使用entrySet()
Iterator<Entry<String, String>> it2 = table.entrySet().iterator();
while(it2.hasNext()) {
it2.next();
}
Hashtable与HashMap的区别
Hashtable HashMap
方法是同步的 方法是非同步的
基于Dictionary类 基于AbstractMap，而AbstractMap基于Map接口的实现
key和value都不允许为null，遇到null，直接返回 NullPointerException key和value都允许为null，遇到key为null的时候，调用putForNullKey方法进行处理，而对value没有处理
hash数组默认大小是11，扩充方式是old*2+1 hash数组的默认大小是16，而且一定是2的指数
多线程存在的问题
如果涉及到多线程同步时，建议采用HashTable
没有涉及到多线程同步时，建议采用HashMap
Collections 类中存在一个静态方法：synchronizedMap()，该方法创建了一个线程安全的 Map 对象，并把它作为一个封装的对象来返回
synchronizedMap()其实就是对Map的方法加层同步锁，从源码中可以看出
//Collections.synchronizedMap(Map<K, V>)
public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {
return new SynchronizedMap<K,V>(m);
}
private static class SynchronizedMap<K,V> implements Map<K,V>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;
private final Map<K,V> m; // Backing Map
//同步锁
final Object mutex; // Object on which to synchronize
SynchronizedMap(Map<K,V> m) {
if (m==null)
throw new NullPointerException();
this.m = m;
//把this本身作为锁监视器, 这样任何线程访问他的方法都要获取该监视器.
mutex = this;
}
SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
this.m = m;
this.mutex = mutex;
}
public int size() {
synchronized(mutex) {return m.size();}
}
//重写map的emty方法
public boolean isEmpty() {
synchronized(mutex) {return m.isEmpty();}
}
public boolean containsKey(Object key) {
synchronized(mutex) {return m.containsKey(key);}
}
public boolean containsValue(Object value) {
synchronized(mutex) {return m.containsValue(value);}
}
public V get(Object key) {
synchronized(mutex) {return m.get(key);}
}
public V put(K key, V value) {
synchronized(mutex) {return m.put(key, value);}
}
public V remove(Object key) {
synchronized(mutex) {return m.remove(key);}
}
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {
synchronized(mutex) {m.putAll(map);}
}
public void clear() {
synchronized(mutex) {m.clear();}
}
private transient Set<K> keySet = null;
private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
private transient Collection<V> values = null;
//重写keySet方法
public Set<K> keySet() {
synchronized(mutex) {
if (keySet==null)
//mutex传给SynchronizedSet, 这样对于set内部操作也需要获取锁.
keySet = new SynchronizedSet<K>(m.keySet(), mutex);
return keySet;
}
}
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
synchronized(mutex) {
if (entrySet==null)
entrySet = new SynchronizedSet<Map.Entry<K,V>>(m.entrySet(), mutex);
return entrySet;
}
}
public Collection<V> values() {
synchronized(mutex) {
if (values==null)
values = new SynchronizedCollection<V>(m.values(), mutex);
return values;
}
}
public boolean equals(Object o) {
synchronized(mutex) {return m.equals(o);}
}
public int hashCode() {
synchronized(mutex) {return m.hashCode();}
}
public String toString() {
synchronized(mutex) {return m.toString();}
}
private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
synchronized(mutex) {s.defaultWriteObject();}
}
}
