java常用队列(吃透Java集合系列十)

一:整体实现
  • HashTable和HashMap实现大致相同,都是基于哈希表来实现的,数组 链表的形式(和HashMap有稍微的区别,HashMap加入了红黑树),它存储的内容是键值对(key-value)映射。
  • Hashtable 继承于Dictionary,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。Dictionary是一个过时的键值对映射的抽象类,jdk已经不建议使用,新的实现应该实现Map接口,而不是扩展这个类。
  • HashTable方法加了synchronized关键字,所以是线程安全的。
二:重要字段

java常用队列(吃透Java集合系列十)(1)

table实现哈希表的数组结构,数组长度最小为1,默认为11,里面存储着Entry

java常用队列(吃透Java集合系列十)(2)

Entry是HashTable的一个内部类,实现了Map.Entry接口,本质是就是一个映射(键值对)。

count是HashTable中实际存在的键值对数量,而modCount字段主要用来记录HashTable内部结构发生变化的次数,主要用于迭代的快速失败。强调一点,内部结构发生变化指的是结构发生变化,例如put新键值对,但是某个key对应的value值被覆盖不属于结构变化。

loadFactor为负载因子(默认值是0.75),threshold是HashTable所能容纳的最大数据量的Entry(键值对)个数。threshold = length * loadFactor。也就是说,在数组定义好长度之后,负载因子越大,所能容纳的键值对个数越多。

threshold就是在此loadFactor和length(数组长度)对应下允许的最大元素数目,超过这个数目就重新rehash(扩容),扩容后的HashTable容量是之前容量的两倍 1。默认的负载因子0.75是对空间和时间效率的一个平衡选择,建议不要修改,除非在时间和空间比较特殊的情况下,如果内存空间很多而又对时间效率要求很高,可以降低负载因子loadFactor的值;相反,如果内存空间紧张而对时间效率要求不高,可以增加负载因子loadFactor的值,这个值可以大于1。

三:扩容机制

当前键值对的数量count >= threshold时会触发扩容。

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在这个rehash()方法中我们可以看到容量扩大两倍 1,同时需要将原来HashTable中的元素一一复制到新的HashTable中,并且对每个元素根据hash值从新计算下标,这个过程是比较消耗时间的。

四:put方法

put方法的整个处理流程:计算key的hash值,根据hash值获得key在table数组中的索引位置,然后迭代该key处的Entry链表(我们暂且理解为链表),若该链表中存在一个这个的key对象,那么就直接替换其value值即可,否则在将改key-value节点插入该index索引位置处

java常用队列(吃透Java集合系列十)(4)

java常用队列(吃透Java集合系列十)(5)

五:get方法

get方法比较简单,处理过程就是计算key的hash值,判断在table数组中的索引位置,然后迭代链表,匹配直到找到相对应key的value,若没有找到返回null。

java常用队列(吃透Java集合系列十)(6)

六:HashTable和HashMap区别
  • HashMap线程不安全,HashTable是线程安全的。HashMap内部实现没有任何线程同步相关的代码,所以相对而言性能要好一点。如果在多线程中使用HashMap需要自己管理线程同步。HashTable大部分对外接口都使用synchronized包裹,所以是线程安全的,但是性能会相对差一些。
  • 二者的基类不一样。HashMap派生于AbstractMap,HashTable派生于Dictionary。它们都实现Map, Cloneable, Serializable这些接口。AbstractMap中提供的基础方法更多,并且实现了多个通用的方法,而在Dictionary中只有少量的接口,并且都是abstract类型。
  • key和value的取值范围不同。HashMap的key和value都可以为null,但是HashTable key和value都不能为null。对于HashMap如果get返回null,并不能表明HashMap不存在这个key,如果需要判断HashMap中是否包含某个key,就需要使用containsKey这个方法来判断。
  • 算法不一样。HashMap的initialCapacity为16,而HashTable的initialCapacity为11。HashMap中初始容量必须是2的幂,如果初始化传入的initialCapacity不是2的幂,将会自动调整为大于出入的initialCapacity最小的2的幂。HashMap使用自己的计算hash的方法(会依赖key的hashCode方法),HashTable则使用key的hashCode方法得到。

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