HashTable源码阅读
本文基于JDK1.8 >读完本文预计需要15分钟
摘要
想必HashTable大家都不会陌生（虽然现在不推荐用它了，推荐ConCurrentHashMap），但我们说起HashMap很自然的就会想到HashTable，也经常拿它两做对比。
大部分人想到的第一点就是：HashMap线程不安全，HashTable线程安全！看源码会发现HashTable的所有方法都是synchronized修饰，看到这个我们就知道原因了。我们先来看一遍HashTable的源码，它两的源码对比着看，效果更佳。我们篇幅按一样的顺序写便于对比观看。HashMap源码阅读
首先我们了解到 HashMap继承自AbstractMap实现的是Map接口，而HashTable继承自Dictionary实现的是Map接口。不幸的是Dictionary已经被弃用。
- 主要的不同点：
- 线程安全： HashMap线程不安全 <--> HashTable线程安全
- 实现方式： HashMap用数组+链表+红黑树 <--> HashTable用数组+链表
- 默认初始容量： HashMap是16 <--> HashTable是11
- key是否可为null: HashMap可以允许存在一个为null的key和任意个为null的value <--> HashTable中的key和value都不允许为null
关键变量：
//内部存放的键值对数组
private transient Entry<?,?>[] table;
//存放的键值对的数量
private transient int count;
//扩容的阈值
private int threshold;
//加载因子
private float loadFactor;
四个构造方法：
//构造方法1
//用指定的初始容量，加载因子搞一个空的hash表
public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);
if (initialCapacity==0)
initialCapacity = 1;
this.loadFactor = loadFactor;
table = new Entry<?,?>[initialCapacity];
threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
}
//构造方法2
//用指定的初始容量与默认的加载因子0.75搞一个空的hash表
public Hashtable(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0.75f);
}
//构造方法3
//空参构造 默认使用这个 默认初始容量11（HashMap是16），加载因子0.75调用构造方法1搞一个新的hash表
public Hashtable() {
this(11, 0.75f);
}
//构造方法4
//传入一个map搞一个与此map具用相同映射的新hash表
public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) {
this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
putAll(t);
}
对四个构造方法简单总结一下,与HashMap看起来十分相似啊，但有所区别：
- 构造函数并不像HashMap用的是一种懒加载的方式（用到的时候才去初始化），而是咔，一上来就给你先整一个新的空Hash表在那放着。
- 默认初始容量：HashMap是16，HashTable是11。
主要方法
hashtable->hashCode()
public synchronized boolean containsKey(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 true;
}
}
return false;
}
我们拎出来containsKey()方法举例说明：
- HashTable中没有像HashMap一样搞一个专门的hash()方法，它直接调用了Object提供的本地方法hashCode();
int hash = key.hashCode()，在HashTable中都是以这种方式获取hashCode
hashtable->put()
以下是源代码（带注释）：
public synchronized V put(K key, V value) {
// Make sure the value is not null
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
// Makes sure the key is not already in the hashtable.
Entry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
//按位与左右保证得到整数 再取模避免超过长度
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
//如果存在相同的key则遍历链表把那个key对应的value换成新的value
for(; entry != null ; entry = entry.next) {
if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
V old = entry.value;
entry.value = value;
return old;
}
}
//调用新增方法
addEntry(hash, key, value, index);
return null;
}
private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {
modCount++;
Entry<?,?> tab[] = table;
//如果一旦大于等于阈值则扩容
if (count >= threshold) {
// Rehash the table if the threshold is exceeded
rehash();
tab = table;
hash = key.hashCode();
index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
}
// Creates the new entry.
@SuppressWarnings("unchecked")
//直接放到这个哈希槽中，放到链表的第一个位置
Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index];
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
//把表中容量加1
count++;
}
那么我们来总结一下put方法：
- 对value判空，hashtable不允许key、value为空
- 根据key的hashCode值找到对应的索引
- 如果存在相同的key则遍历链表把那个key对应的value换成新的value
- 判断表中键值对数量是否大于阈值
是，调用rehash()方法扩容 - 直接把键值对插到哈希槽（链表第一位）
hashtable->get()
public synchronized V get(Object key) {
Entry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
//寻址
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
//遍历链表取出key对应的value
for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return (V)e.value;
}
}
return null;
}
那么我们来总结一下get()方法：
- 根据key的hashCode值找到对应索引，遍历链表取值
hashtable->rehash()
protected void rehash() {
int oldCapacity = table.length;
Entry<?,?>[] oldMap = table;
// overflow-conscious code
//新的初始容量是旧表容量的2倍+1
int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;
//达到最大容量
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)
// Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets
return;
newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;
}
//初始化一个新的哈希表
Entry<?,?>[] newMap = new Entry<?,?>[newCapacity];
modCount++;
//新的阈值
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
table = newMap;
//数据迁移到新表
for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
for (Entry<K,V> old = (Entry<K,V>)oldMap[i] ; old != null ; ) {
Entry<K,V> e = old;
old = old.next;
//寻址
int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
e.next = (Entry<K,V>)newMap[index];
newMap[index] = e;
}
}
}
总结一下rehash()方法：
-
求出新的容量（旧容量2倍+1）
-
判断是否达到最大容量
-
根据新容量初始化一个新表
-
求出新的阈值
-
把旧表中的数据迁移到新表
我想这会阅读结束之后应该对HashTable有了一定的认识，希望能在面试或者工作中帮到您！
参考文献
- JDK1.7&JDK1.8 源码。
- Java Code Geeks，HashMap performance improvements in Java 8，2014。
- 博客园，Java 集合系列10之 HashMap详细介绍(源码解析)和使用示例, 2013。
- 美团技术团队 Java 8系列之重新认识HashMap, 2016。
Hongchen闲谈
放一张去年的照片【忽略腿毛】，这是我去打羽毛球随手拍的一张照片，当时是出门去球馆。我高中时期常打，但是上大学这个羽毛球就荒废了，来北京之后就没个运动爱好了。
恰好，我看合租的室友天天拎个拍搁客厅晃悠。于是，我让他拉上我，准备重新给捡起来玩一玩，还是得把这身体锻炼好了，否则，怎么扛得住996呢【狗头】。
稍作思考，还是需要发展一下自己的体育爱好，毕竟运动之后的快感还是有的。怕自己长时间躺着刷抖音之后的精神空洞【狗头】。
如果有喜欢打球的小伙伴可以一块打球，联系我！hahahahaha
年初了，感觉疫情常态化了，也去打了疫苗，希望疫情早点过去！peaceeeee
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