HashMap HashTable HashSet区别剖析

[置顶] HashMap HashTable HashSet区别剖析

分类： Java2013-08-04
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HashMap、HashSet、HashTable之间的区别是Java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

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//HashSet类的部份源代码

public class HashSet<E>

extends AbstractSet<E>

implements Set<E>, 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<E,Object> 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 <tt>HashMap</tt> 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<E,Object>();

}

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

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//从这里可以看得出Hashtable是继承于Dictionary,实现了Map接口

public class Hashtable<K,V>

extends Dictionary<K,V>

implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable {

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//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<K,V>

extends AbstractMap<K,V>

implements Map<K,V>, 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

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//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 (Entry<K,V> e = 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;

}

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//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<K,V> 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：

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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);

}

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//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:）

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//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 (Entry<K,V> old = oldMap[i] ; old != null ; ) {

Entry<K,V> e = old;

old = old.next;

int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;

e.next = newMap[index];

newMap[index] = e;

}

}

}

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//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<K,V> e = table[bucketIndex];

table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(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);

}

是吧，没什么区别吧

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

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//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;

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//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:

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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);

}

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//求位于哈希表中的位置

static int indexFor(int h, int length) {

return h & (length-1);

}