【1.JDK底层源码剖析】2.3HashMap初始容量及扩容机制

Hashtable 与 HashMap 的区别（结合 Java 底层源码分析）

1. 线程安全性

• Hashtable
  所有公开方法通过 synchronized 实现线程安全：

  // Hashtable 源码片段 (JDK 1.8)
  public synchronized V put(K key, V value) { ... }
  public synchronized V get(Object key) { ... }
  

  每次操作锁住整个表，高并发下性能差。

• HashMap
  非线程安全，无同步机制：

  // HashMap 源码片段 (JDK 1.8)
  public V put(K key, V value) { ... } // 无 synchronized
  

  需手动同步（如 Collections.synchronizedMap）或使用 ConcurrentHashMap。

2. Null 键值处理

• Hashtable
  不允许 null 键或值，否则抛 NullPointerException：

  public synchronized V put(K key, V value) {
      if (value == null) throw new NullPointerException(); // 值检查
      int hash = key.hashCode(); // 若 key=null 此处抛 NPE
      ...
  }
  

• HashMap
  允许一个 null 键和多个 null 值，特殊处理 null 键：

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

3. 哈希算法与冲突解决

• 初始容量与扩容

  • Hashtable
    默认容量 11，扩容公式：新容量 = 旧容量 * 2 + 1

    int newCapacity = (oldCapacity  1) + 1; // 位运算优化
    

  • HashMap
    默认容量 16（2 的幂），扩容公式：新容量 = 旧容量 * 2

    newCap = oldCap  1; // 保证容量始终为 2^n
    

• 哈希计算

  • Hashtable 直接使用对象的 hashCode()：

    int hash = key.hashCode();
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % table.length; // 取模运算
    

  • HashMap 优化哈希分布（扰动函数）：

    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); // 高位异或
    }
    // 计算索引: (n-1) & hash
    

• 冲突解决
  两者均使用 链表法，但 HashMap 在 Java 8 引入红黑树优化：

  // HashMap 链表转树阈值 (TREEIFY_THRESHOLD = 8)
  if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
      treeifyBin(tab, hash);
  

4. 迭代器设计

• Hashtable
  使用 Enumeration 遍历，不支持快速失败（Fail-Fast）机制：

  public EnumerationK> keys() {
      return getEnumeration(KEYS);
  }
  

• HashMap
  使用 Iterator 并支持 Fail-Fast：

  final class KeyIterator extends HashIterator implements IteratorK> {
      public final K next() { return nextNode().key; }
  }
  

  迭代时检测 modCount，若结构被修改则抛 ConcurrentModificationException。

5. 继承体系

• Hashtable
  继承陈旧的 Dictionary 类：

  public class HashtableK,V> extends DictionaryK,V> ... 
  

• HashMap
  继承现代的 AbstractMap 类：

  public class HashMapK,V> extends AbstractMapK,V> ...
  

总结对比表

使用建议

1. 单线程环境：优先使用 HashMap（更高性能）。
2. 高并发场景：用 ConcurrentHashMap 替代 Hashtable（分段锁优化）。
3. 遗留系统兼容：需线程安全且不介意性能时再用 Hashtable。

文章来源于互联网:【1.JDK底层源码剖析】2.3HashMap初始容量及扩容机制

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