转自：HashMap 与 HashTable 的区别并加以修改

作者

Hashtable：
20200824224834
HashMap：
20200824224857

HashMap 比 Hashtable 多了一个并发大神：Doug Lea。

产生时间

Hashtable 是 java 一开始发布时就提供的键值映射的数据结构，而 HashMap 产生于 JDK1.2。虽然 Hashtable 比 HashMap 出现的早一些，但是现在 Hashtable 基本上已经被弃用了。而 HashMap 已经成为应用最为广泛的一种数据类型了。

继承父类

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

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public class Hashtable<K,V>
    extends Dictionary<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable{
      ...
    }
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
      ...
    }

在 Dictionary 源码中你能看到这么一行注释：

20200824215949

翻译如下：此类已过时。新的实现应实现 Map 接口，而不是扩展此类。

父类都过时了，Hashtable 怎么样就不用说了。

对外提供的接口

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

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public synchronized Enumeration<V> elements() {
    return this.<V>getEnumeration(VALUES);
}

public synchronized boolean contains(Object value) {
...
}
  • 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。实际上，Hashtable 的 containsValue 方法就是调用了 contains 方法
    20200824221856
    hashMap 去掉了 contains 方法，使用 containsValue 和 containsKey 方法。

对 Null key 和 Null value 的支持

  • Hashtable 既不支持 Null key 也不支持 Null value。
    当 key 为 Null 时，调用 put() 方法，运行到下面这一步就会抛出空指针异常。因为拿一个 Null 值去调用方法了。
    20200824223143
    而且方法开头就是对 value 的限制
    20200824223102
  • 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。

线程安全性

  • Hashtable 是线程安全的，它的每个方法中都加入了 Synchronize 方法。在多线程并发的环境下，可以直接使用 Hashtable，不需要自己为它的方法实现同步
  • HashMap 不是线程安全的，在多线程并发的环境下，可能会产生死锁等问题。使用 HashMap 时就必须要自己增加同步处理，

虽然 HashMap 不是线程安全的，但是它的效率会比 Hashtable 要好很多。这样设计是合理的。在我们的日常使用当中，大部分时间是单线程操作的。HashMap 把这部分操作解放出来了。

遍历方式的内部实现

Hashtable、HashMap 都使用了 Iterator。而由于历史原因，Hashtable 还使用了 Enumeration 的方式 。

HashMap 的 Iterator 是 fail-fast 迭代器。当有其它线程改变了 HashMap 的结构（增加，删除，修改元素），将会抛出 ConcurrentModificationException。不过，通过 Iterator 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。

JDK8 之前的版本中，Hashtable 是没有 fast-fail 机制的。在 JDK8 及以后的版本中 ，Hashtable 也是使用 fast-fail 的， 源码如下：

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public T next() {
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
    return nextElement();
}

modCount 的使用类似于并发编程中的 CAS（Compare and Swap）技术。在 Hashtable 中，每次在发生增删改的时候都会出现 modCount++的动作。而 modcount 可以理解为是当前 Hashtable 的状态。每发生一次操作，状态就向前走一步。设置这个状态，主要是由于 Hashtable 等容器类在迭代时，判断数据是否过时时使用的。
尽管 Hashtable 采用了原生的同步锁来保护数据安全。但是在出现迭代数据的时候，则无法保证边迭代，边正确操作。于是使用这个值来标记状态。一旦在迭代的过程中状态发生了改变，则会快速抛出一个异常，终止迭代行为。

初始容量大小和每次扩充容量大小

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。

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。

之所以会有这样的不同，是因为 Hashtable 和 HashMap 设计时的侧重点不同。Hashtable 的侧重点是哈希的结果更加均匀，使得哈希冲突减少。当哈希表的大小为素数时，简单的取模哈希的结果会更加均匀。而 HashMap 则更加关注 hash 的计算效率问题。在取模计算时，如果模数是 2 的幂，那么我们可以直接使用位运算来得到结果，效率要大大高于做除法。HashMap 为了加快 hash 的速度，将哈希表的大小固定为了 2 的幂。当然这引入了哈希分布不均匀的问题，所以 HashMap 为解决这问题，又对 hash 算法做了一些改动。这从而导致了 Hashtable 和 HashMap 的计算 hash 值的方法不同

计算 hash 值的方法

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。

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// Hashtable
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

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。

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// HashMap
static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
异常