啃掉笔试面试--Hashtable和HashMap引发的血案

 

人物：

王小胖：性别：男。程序员，工作经验1 year。爱好：吃肉、电玩、马小花。特技：吃肉不用考虑胃的容量。

马小花：性别：女。学生，工作经验0 year。爱好：蛋糕、臭美、王小胖。特技：能够降服王小胖……

 

/**2011年2月，电影《将爱情进行到底》火得不得了。周末，小胖也陪着小花去看这部电影。放映中，小花被影片中的靖哥哥和杜拉拉感动的一沓糊涂，而小胖则心里暗自后悔没有买一袋大爆米花来打发这无聊的时间。影片结束，小花已经是鼻涕一把泪一把，小胖也只有装模作样地抽动了几下鼻子，一心只想着一会儿是吃麦当劳还是必胜客。*/

 

回到家中，小胖和小花各自玩着电脑。

小花：胖子，你知道Hashtable和HashMap的区别吗？

小胖：略知。

小花：……装什么！！给我讲讲！！！

小胖：好的……

 

第一个区别就先来说说继承关系吧。

 

  如果你在baidu里google一下（技术类文章的搜索还是推荐google），会发现网上的大致说法与“由于Java发展的历史原因。Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的，HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现。”相同。这种说法没有错，但是胖子觉得不够准确，特别是对于我们这种大众菜鸟来说，如果不去深究的话，可能就会造成一些理解上的差异。简单的认为Hashtable没有继承Map接口。胖子之前就犯过这样的错误（胖子承认自己笨，是真笨……） 。

 

       小花：那你怎么知道它们两个各自的继承关系呢？胖子。

 

我们可以参考一下最新的JDK1.6的源码，看看这两个类的定义：

 

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 {…}

 

 

可以看到hashtable也是继承了Map接口。它们的不同是Hashtable（since JDK1.0）就继承了Dictionary这个抽象类，而HashMap（since JDK1.2）继承的则是AbstractMap这个抽象类。因为在Hashtable中看到继承Map后所实现的方法是JDK1.2版本时加上去的，所以胖子猜想可能是在JDK 1.2开发时Sun工程师出于统一的考虑使得Hashtable也继承了Map接口。

 

       小花：哦，原来JDK源码还能看出来这个。

       小胖：……后面还能看出更多东西的。

       小花：好期待啊。

 

第二个区别我们从同步和并发性上来说说它们两个的不同。

 

可以通过这两个类得源码来分析，Hashtable中的主要方法都做了同步处理，而HashMap则没有。可以说Hashtable在默认情况支持同步，而HashMap在默认情况下是不支持的。我们在多线程并发的环境下，可以直接使用Hashtable，但是要使用HashMap的话就要自己增加同步处理了。对HashMap的同步处理可以使用Collections类提供的synchronizedMap静态方法；或者直接使用JDK5.0之后提供的java.util.concurrent包里的ConcurrentHashMap类。

 

小胖：synchronizedMap静态方法和ConcurrentHashMap类我会以后再给你详细讲一下的。肥婆。

小花：你保证啊。钥匙忘了你知道后果的。

小胖：好的……

 

第三个区别就是它们对于null值的处理方式了。

 

我们依然能够从源代码中得知，Hashtable中，key和value都不允许出现null值。

 

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;
   //…
}

  

在我们使用上面的方法时，如参数value为null，可以从代码中直接看出程序会抛出NullPointerException；而在key为null时，则会在“int hash = key.hashCode();“这段计算Hash值的过程中抛出NullPointerException。而在在HashMap中，允许null作为key存在，并且和其他key的特性一样，这样的null值key只能有一个；另外HashMap允许多个value为null。这样大家就要注意了， HashMap中就不能用get(key)方法来判断HashMap中是否存在某个key，因为value为null和不存在该key的Entry都会返回null值，而应该用containsKey()方法来判断了。

 

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
 
public class TestCase {
 
    public static void main(String[] args) {
       Map<Integer,String> hashMap = new HashMap<Integer,String>();
       hashMap.put(0, null);
       hashMap.put(1, "one");
       hashMap.put(2, "two");
       hashMap.put(null, "null");
       for(Entry<Integer, String> 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));
    }
 
}

 

结果：

 

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对于null值key的处理网上有说“null 用new Object()来代替，其Entry.hashCode=0,而且在取出的时候还会还回null的。”胖子我在读取源码的过程中看到了null值的hash值确实是0 （内部实现的数组中的index也是），但是能力有限没有看到转为new Object()的过程。

 

小花： 原来hashMap的containsKey还有这么个陷阱，以后肥婆要小心了。

 

第四个不同就是它们两个Hash值的获取方式了。

 

还是通过源代码源代码，Hashtable是直接使用key对象的hash值。

 

 

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则是利用key对象的hash值重新计算一个新的hash值。

 

 

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，你给我讲讲Hash算法吧。

小胖：嗯……以后的，今天我比较忙（其实是不会）。

小花：你是不是不会啊？嘿嘿（坏笑）。

小胖：什么不会……谈下一话题……

 

第五个不同就是Hashtable和HashMap它们两个内部实现方式的数组的初始大小和扩容的方式。

 

HashMap中内部数组的初始容量是16， 加载因子为0.75，而且数组容量增容后也要是2指数次幂：

 

 

/**
     * 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中的内部数组的初始容量是11，加载因子也是0.75数组的增容方式为（oldCapacity * 2 + 1）:

 

 

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

 

 

第六个不同我们从它们两个遍历方式的内部实现上来说。

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

 

小花：Iterator和Enumeration的区别是什么啊？给我讲讲。

小胖：我不是说我没有时间嘛，下回的。

小花：我都记下来，省得你给我混过去。（拿起笔开始记账中）

小胖：……（紧张）

 

第七个不同时它们的拷贝构造函数的不同。

 

依然是通过查看源码，可以发现它们两个对于拷贝函数初始容量的不同值。

HashMap的实现是：

 

 

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

 

 

而Hashtable的实现是：

 

 

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

 

 

小胖：今天讲的已经很多了。我有点饿了，肥婆。

小花：看你今天的表现这么好。走，带你去吃烤肉去。

小胖：哈哈，肥婆万岁。

 

PS:下面打算写的一些东西

 

 

1. TreeMap的排序及其他相关集合类
2. synchronizedMap的使用方式
3. concurrentMap实现细节和使用
4. Properties使用说明和 扩展
5. Iterator和Enumeration的区别
6. Hash算法 的实现