Hashtable和HashMap引發(fā)的血案

作者：TimmyWang 2011-02-28 09:31:30

本票文章很生動(dòng)的給Hashtable和HashMap舉例，并給出代碼，方便大家理解。

人物：

王小胖：性別：男。程序員，工作經(jīng)驗(yàn)1 year。愛好：吃肉、電玩、馬小花。特技：吃肉不用考慮胃的容量。

馬小花：性別：女。學(xué)生，工作經(jīng)驗(yàn)0 year。愛好：蛋糕、臭美、王小胖。特技：能夠降服王小胖……

/**2011年2月，電影《將愛情進(jìn)行到底》火得不得了。周末，小胖也陪著小花去看這部電影。放映中，小花被影片中的靖哥哥和杜拉拉感動(dòng)的一沓糊涂，而小胖則心里暗自后悔沒有買一袋大爆米花來打發(fā)這無聊的時(shí)間。影片結(jié)束，小花已經(jīng)是鼻涕一把淚一把，小胖也只有裝模作樣地抽動(dòng)了幾下鼻子，一心只想著一會(huì)兒是吃麥當(dāng)勞還是必勝客。*/

回到家中，小胖和小花各自玩著電腦。

小花：胖子，你知道Hashtable和HashMap的區(qū)別嗎?

小胖：略知。

小花：……裝什么!!給我講講!!!

小胖：好的……

第一個(gè)區(qū)別就先來說說繼承關(guān)系吧。

如果你在baidu里google一下(技術(shù)類文章的搜索還是推薦google)，會(huì)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上的大致說法與“由于Java發(fā)展的歷史原因。Hashtable是基于陳舊的Dictionary類的，HashMap是Java 1.2引進(jìn)的Map接口的一個(gè)實(shí)現(xiàn)。”相同。這種說法沒有錯(cuò)，但是胖子覺得不夠準(zhǔn)確，特別是對(duì)于我們這種大眾菜鳥來說，如果不去深究的話，可能就會(huì)造成一些理解上的差異。簡(jiǎn)單的認(rèn)為Hashtable沒有繼承Map接口。胖子之前就犯過這樣的錯(cuò)誤(胖子承認(rèn)自己笨，是真笨……)。

小花：那你怎么知道它們兩個(gè)各自的繼承關(guān)系呢?胖子。

我們可以參考一下最新的JDK1.6的源碼，看看這兩個(gè)類的定義：

Java代碼

public class Hashtable     
    extends Dictionary     
implements Map, Cloneable, java.io.Serializable {…}     
      
public class HashMap     
    extends AbstractMap     
implements Map, Cloneable, Serializable {…}

可以看到hashtable也是繼承了Map接口。它們的不同是Hashtable(since JDK1.0)就繼承了Dictionary這個(gè)抽象類，而HashMap(since JDK1.2)繼承的則是AbstractMap這個(gè)抽象類。因?yàn)樵贖ashtable中看到繼承Map后所實(shí)現(xiàn)的方法是JDK1.2版本時(shí)加上去的，所以胖子猜想可能是在JDK 1.2開發(fā)時(shí)Sun工程師出于統(tǒng)一的考慮使得Hashtable也繼承了Map接口。

小花：哦，原來JDK源碼還能看出來這個(gè)。

小胖：……后面還能看出更多東西的。

小花：好期待啊。

第二個(gè)區(qū)別我們從同步和并發(fā)性上來說說它們兩個(gè)的不同。

可以通過這兩個(gè)類得源碼來分析，Hashtable中的主要方法都做了同步處理，而HashMap則沒有。可以說Hashtable在默認(rèn)情況支持同步，而HashMap在默認(rèn)情況下是不支持的。我們?cè)诙嗑€程并發(fā)的環(huán)境下，可以直接使用Hashtable，但是要使用HashMap的話就要自己增加同步處理了。對(duì)HashMap的同步處理可以使用Collections類提供的synchronizedMap靜態(tài)方法;或者直接使用JDK5.0之后提供的java.util.concurrent包里的ConcurrentHashMap類。

小胖：synchronizedMap靜態(tài)方法和ConcurrentHashMap類我會(huì)以后再給你詳細(xì)講一下的。肥婆。

小花：你保證啊。鑰匙忘了你知道后果的。

小胖：好的……

第三個(gè)區(qū)別就是它們對(duì)于null值的處理方式了。

我們依然能夠從源代碼中得知，Hashtable中，key和value都不允許出現(xiàn)null值。

Java代碼

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();     
   int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;     
   //…     
}

在我們使用上面的方法時(shí)，如參數(shù)value為null，可以從代碼中直接看出程序會(huì)拋出NullPointerException;而在key為null時(shí)，則會(huì)在“int hash = key.hashCode();“這段計(jì)算Hash值的過程中拋出NullPointerException。而在在HashMap中，允許null作為key存在，并且和其他key的特性一樣，這樣的null值key只能有一個(gè);另外HashMap允許多個(gè)value為null。這樣大家就要注意了， HashMap中就不能用get(key)方法來判斷HashMap中是否存在某個(gè)key，因?yàn)関alue為null和不存在該key的Entry都會(huì)返回null值，而應(yīng)該用containsKey()方法來判斷了。

Java代碼

import java.util.HashMap;     
import java.util.Map;     
import java.util.Map.Entry;     
      
public class TestCase {     
      
    public static void main(String[] args) {     
       Map hashMap = new HashMap();     
       hashMap.put(0, null);     
       hashMap.put(1, "one");     
       hashMap.put(2, "two");     
       hashMap.put(null, "null");     
       for(Entry e : hashMap.entrySet()) {     
           System.out.println("Key: " + e.getKey() + " -- Value: " + e.getValue());     
       }     
       System.out.println(hashMap.get(0));     
       System.out.println(hashMap.get(4));     
       System.out.println("Contains key 0 ? :" + hashMap.containsKey(0));     
       System.out.println("Contains key 4 ? :" + hashMap.containsKey(4));     
       System.out.println("Contains value null ? :" + hashMap.containsValue(null));     
    }     
      
}

結(jié)果：

Java代碼

Key: null -- Value: null    
Key: 0 -- Value: null    
Key: 1 -- Value: one     
Key: 2 -- Value: two     
null    
null    
Contains key 0 ? :true    
Contains key 4 ? :false    
Contains value null ? :true

HashMap對(duì)于null值key的處理網(wǎng)上有說“null 用new Object()來代替，其Entry.hashCode=0,而且在取出的時(shí)候還會(huì)還回null的。”胖子我在讀取源碼的過程中看到了null值的hash值確實(shí)是0 (內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的數(shù)組中的index也是)，但是能力有限沒有看到轉(zhuǎn)為new Object()的過程。

小花：原來hashMap的containsKey還有這么個(gè)陷阱，以后肥婆要小心了。

第四個(gè)不同就是它們兩個(gè)Hash值的獲取方式了。

還是通過源代碼源代碼，Hashtable是直接使用key對(duì)象的hash值。

Java代碼

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();//hashcode     
       int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;     
       //…     
}

而HashMap則是利用key對(duì)象的hash值重新計(jì)算一個(gè)新的hash值。

Java代碼

public V put(K key, V value) {     
        if (key == null)     
            return putForNullKey(value);     
        int hash = hash(key.hashCode());//hashcode     
        int i = indexFor(hash, table.length);     
        //…     
}     
      
static int hash(int h) {     
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);     
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);     
    }

小花：胖子，都用了hash算法，你給我講講Hash算法吧。

小胖：嗯……以后的，今天我比較忙(其實(shí)是不會(huì))。

小花：你是不是不會(huì)啊?嘿嘿(壞笑)。

小胖：什么不會(huì)……談下一話題……

第五個(gè)不同就是Hashtable和HashMap它們兩個(gè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式的數(shù)組的初始大小和擴(kuò)容的方式。

HashMap中內(nèi)部數(shù)組的初始容量是16，加載因子為0.75，而且數(shù)組容量增容后也要是2指數(shù)次冪：

Java代碼

/**    
     * The default initial capacity - MUST be a power of two.    
     */    
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;     
/**    
     * The load factor used when none specified in constructor.    
     */    
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

HashTable中的內(nèi)部數(shù)組的初始容量是11，加載因子也是0.75數(shù)組的增容方式為(oldCapacity * 2 + 1):

Java代碼

public Hashtable() {     
       this(11, 0.75f);     
 }     
      
protected void rehash() {     
       int oldCapacity = table.length;     
       Entry[] oldMap = table;     
      
       int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;     
       //…     
}

第六個(gè)不同我們從它們兩個(gè)遍歷方式的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上來說。

Hashtable HashMap都使用了 Iterator。而由于歷史原因，Hashtable還使用了Enumeration的方式。

小花：Iterator和Enumeration的區(qū)別是什么啊?給我講講。

小胖：我不是說我沒有時(shí)間嘛，下回的。

小花：我都記下來，省得你給我混過去。(拿起筆開始記賬中)

小胖：……(緊張)

第七個(gè)不同時(shí)它們的拷貝構(gòu)造函數(shù)的不同。

依然是通過查看源碼，可以發(fā)現(xiàn)它們兩個(gè)對(duì)于拷貝函數(shù)初始容量的不同值。

HashMap的實(shí)現(xiàn)是：

Java代碼

public HashMap(Mapextends K, ? extends V> m) {     
        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,     
                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);     
        putAllForCreate(m);     
    }

而Hashtable的實(shí)現(xiàn)是：

Java代碼

public Hashtable(Mapextends K, ? extends V> t) {     
       this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);     
       putAll(t);     
    }

小胖：今天講的已經(jīng)很多了。我有點(diǎn)餓了，肥婆。

小花：看你今天的表現(xiàn)這么好。走，帶你去吃烤肉去。

小胖：哈哈，肥婆萬歲。

PS:下面打算寫的一些東西

TreeMap的排序及其他相關(guān)集合類

synchronizedMap的使用方式

concurrentMap實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和使用

Properties使用說明和擴(kuò)展

Iterator和Enumeration的區(qū)別

Hash算法的實(shí)現(xiàn)

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責(zé)任編輯：金賀來源： JavaEye博客

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