HashMap、HashSet、HashTable之间的区别是程序员的一个常见面试题目,在此仅以此博客记录,并深入源代码进行分析:
在分析之前,先将其区别列于下面
1:HashSet底层采用的是HashMap进行实现的,但是没有key-value,只有HashMap的key set的视图,HashSet不容许重复的对象
2:Hashtable是基于Dictionary类的,而HashMap是基于Map接口的一个实现
3:Hashtable里默认的方法是同步的,而HashMap则是非同步的,因此Hashtable是多线程安全的
4:HashMap可以将空值作为一个表的条目的key或者value,HashMap中由于键不能重复,因此只有一条记录的Key可以是空值,而value可以有多个为空,但HashTable不允许null值(键与值均不行)
5:内存初始大小不同,HashTable初始大小是11,而HashMap初始大小是16
6:内存扩容时采取的方式也不同,Hashtable采用的是2*old+1,而HashMap是2*old。
7:哈希值的计算方法不同,Hashtable直接使用的是对象的hashCode,而HashMap则是在对象的hashCode的基础上还进行了一些变化
源代码分析:
对于区别1,看下面的源码
//HashSet类的部份源代码 public class HashSetextends AbstractSet implements Set , Cloneable, java.io.Serializable { //用于类的序列化,可以不用管它 static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; //从这里可以看出HashSet类里面真的是采用HashMap来实现的 private transient HashMap map; // Dummy value to associate with an Object in the backing Map //这里是生成一个对象,生成这个对象的作用是将每一个键的值均关联于此对象,以满足HashMap的键值对 private static final Object PRESENT = new Object(); /** * Constructs a new, empty set; the backing HashMap instance has * default initial capacity (16) and load factor (0.75). */ //这里是一个构造函数,开构生成一个HashMap对象,用来存放数据 public HashSet() { map = new HashMap (); }
从上面的代码中得出的结论是HashSet的确是采用HashMap来实现的,而且每一个键都关键同一个Object类的对象,因此键所关联的值没有意义,真正有意义的是键。而HashMap里的键是不允许重复的,因此1也就很容易明白了。
对于区别2,继续看源代码如下
//从这里可以看得出Hashtable是继承于Dictionary,实现了Map接口 public class Hashtableextends Dictionary implements Map , Cloneable, java.io.Serializable { //这里可以看出的是HashMap是继承于AbstractMap类,实现了Map接口 //因此与Hashtable继承的父类不同 public class HashMap extends AbstractMap implements Map , Cloneable, Serializable
区别3,找一个具有针对性的方法看看,这个方法就是put
//Hashtable里的向集体增加键值对的方法,从这里可以明显看到的是 //采用了synchronized关键字,这个关键字的作用就是用于线程的同步操作 //因此下面这个方法对于多线程来说是安全的,但这会影响效率 public synchronized V put(K key, V value) { // Make sure the value is not null //如果值为空的,则会抛出异常 if (value == null) { throw new NullPointerException(); } // Makes sure the key is not already in the hashtable. Entry tab[] = table; //获得键值的hashCode,从这里也可以看得出key!=null,否则的话会抛出异常的呦 int hash = key.hashCode(); //获取键据所在的哈希表的位置 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; //从下面这个循环中可以看出的是,内部实现采用了链表,即桶状结构 for (Entrye = tab[index] ; e != null ; e = e.next) { //如果向Hashtable中增加同一个元素时,则会重新更新元素的值 if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { V old = e.value; e.value = value; return old; } } //后面的暂时不用管它,大概的意思就是内存的个数少于某个阀值时,进行重新分配内存 modCount++; if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } //HashMap中的实现则相对来说要简单的很多了,如下代码 //这里的代码中没有synchronize关键字,即可以看出,这个关键函数不是线程安全的 public V put(K key, V value) { //对于键是空时,将向Map中放值一个null-value构成的键值对 //对值却没有进行判空处理,意味着可以有多个具有键,键所对应的值却为空的元素。 if (key == null) return putForNullKey(value); //算出键所在的哈希表的位置 int hash = hash(key.hashCode()); int i = indexFor(hash, table.length); //同样从这里可以看得出来的是采用的是链表结构,采用的是桶状 for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; //对于向集体中增加具有相同键的情况时,这里可以看出,并不增加进去,而是进行更新操作 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } //开始增加元素 modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null; }
区别4在上面的代码中,已经分析了,可以再细看一下
区别5内存初化大小不同,看看两者的源代码:
public Hashtable() { //从这里可以看出,默认的初始化大小11,这里的11并不是11个字节,而是11个Entry,这个Entry是 //实现链表的关键结构 //这里的0.75代表的是装载因子 this(11, 0.75f); } //这里均是一些定义 public HashMap() { //这个默认的装载因子也是0.75 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; //默认的痤为0.75*16 threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR); //这里开始是默认的初始化大小,这里大小是16 table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY]; init(); }
从上面的代码中,可以看出的是两者的默认大小是不同的,一个是11,一个是16
区别6内存的扩容方式,看一看源代码也是很清楚的,其实区别是不大的,看到网上一哥们写的,说两者有区别,其实真正深入源码,区别真不大,一个是2*oldCapacity+1, 一个是2*oldCapacity,你说大吗:)
//Hashtable中调整内存的函数,这个函数没有synchronize关键字,但是protected呦 protected void rehash() { //获取原来的表大小 int oldCapacity = table.length; Entry[] oldMap = table; //设置新的大小为2*oldCapacity+1 int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1; //开设空间 Entry[] newMap = new Entry[newCapacity]; //以下就不用管了。。。 modCount++; threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); table = newMap; for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) { for (Entryold = oldMap[i] ; old != null ; ) { Entry e = old; old = old.next; int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity; e.next = newMap[index]; newMap[index] = e; } } } //HashMap中要简单的多了,看看就知道了 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { Entry e = table[bucketIndex]; table[bucketIndex] = new Entry (hash, key, value, e); //如果超过了阀值 if (size++ >= threshold) //就将大小设置为原来的2倍 resize(2 * table.length); }
对于区别7的哈希值计算方法的不同,源码面前,同样是了无秘密
//Hashtable中可以看出的是直接采用关键字的hashcode作为哈希值 int hash = key.hashCode(); //然后进行模运算,求出所在哗然表的位置 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; //HashMap中的实现 //这两行代码的意思是先计算hashcode,然后再求其在哈希表的相应位置 int hash = hash(key.hashCode()); int i = indexFor(hash, table.length);
上面的HashMap中可以看出关键在两个函数hash与indexFor
源码如下:
static int hash(int h) { // This function ensures that hashCodes that differ only by // constant multiples at each bit position have a bounded // number of collisions (approximately 8 at default load factor). //这个我就不多说了,>>>这个是无符号右移运算符,可以理解为无符号整型 h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); } //求位于哈希表中的位置 static int indexFor(int h, int length) { return h & (length-1); }
出处链接:http://www.cnblogs.com/ckwblogs/p/6019419.html