深入JDK源码之Hashtable
数据结构
数组实现的Hash表
/**
* The hash table data.
*/
private transient Entry[] table; // HashMap中的table使用默认修饰符，即同一包内可见Entry
/**
* Hashtable bucket collision list entry
*/
private static class Entry implements Map.Entry {
final int hash;
final K key;
V value;
Entry next;
protected Entry(int hash, K key, V value, Entry next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
protected Object clone() {
return new Entry<>(hash, key, value,
(next==null ? null : (Entry) next.clone()));
}
// Map.Entry Ops
public K getKey() {
return key;
}
public V getValue() {
return value;
}
public V setValue(V value) {
// 进行判断value是否为空，即不允许value为空，其实key也不能为空，下文会说的
if (value == null)
throw new NullPointerException();
V oldValue = this.value;
this.value = value;
return oldValue;
}
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry e = (Map.Entry)o;
return (key==null ? e.getKey()==null : key.equals(e.getKey())) &&
(value==null ? e.getValue()==null : value.equals(e.getValue()));
}
public int hashCode() {
// 直接用hash进行异或，与HashMap不同
return hash ^ Objects.hashCode(value);
}
public String toString() {
return key.toString()+"="+value.toString();
}
} HashMap中使用了Node实现数组，而在Hashtable中使用了Entry，并且是私有的。在HashMap中key和value都可以为空，而在Hashtable中key和value都不能为空。
属性
/**
* The total number of entries in the hash table.
* 当前表中的Entry数量，如果超过了阈值，就会扩容，即调用rehash方法
*/
private transient int count;
/**
* 加载因子，默认为0.75f
*/
private float loadFactor;
/**
* 阈值，值为 (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1)
* initialCapacity可以由用户指定，如果不指定，那么默认为11，即Hashtable默认阈值为8
* Hashtable默认大小是11是因为除（近似）质数求余的分散效果好 https://www.zhihu.com/question/29587252
*/
private int threshold;
/**
* 用来实现“fail-fast”机制的（也就是快速失败）。所谓快速失败就是在并发集合中，其进行
* 迭代操作时，若有其他线程对其进行结构性的修改，这时迭代器会立马感知到，并且立即抛出
* ConcurrentModificationException异常，而不是等到迭代完成之后才告诉你（你已经出错了）。
* 参考文章：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3933551.html
*/
private transient int modCount = 0;这就是Hashtable的主要属性。
方法
put
源码：
// 使用 synchronized 关键字保证线程安全
public synchronized V put(K key, V value) {
// Make sure the value is not null
if (value == null) { // value为空抛出空指针异常
throw new NullPointerException();
}
// Makes sure the key is not already in the hashtable.
Entry tab[] = table;
/**
* 这就是为什么key不能为空的原因，key的hashCode是调用Object的hashCode()方法，
* 是native的方法，如果为null，就会抛出空指针异常
*/
int hash = key.hashCode();
/**
* 因为hash可能为负数，所以就先和0x7FFFFFFF相与
* 在HashMap中，是用 (table.length - 1) & hash 计算要放置的位置
*/
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry entry = (Entry)tab[index];
for(; entry != null ; entry = entry.next) {
if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
V old = entry.value;
entry.value = value;
return old;
}
}
// 如果key对应的值不存在，就调用addEntry方法加入
addEntry(hash, key, value, index);
return null;
} 接下来看addEntry(hash, key, value, index)方法。
addEntry
private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {
modCount++;
Entry tab[] = table;
if (count >= threshold) { // 当前元素大于等于阈值，就扩容并且再计算hash值
// Rehash the table if the threshold is exceeded
rehash();
tab = table;
hash = key.hashCode();
index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
}
// Creates the new entry.
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry e = (Entry) tab[index];
// 和HashMap不同，Hashtable选择把新插入的元素放到链表最前边，而且没有使用红黑树
tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);
count++;
} rehash
@SuppressWarnings("unchecked")
protected void rehash() {
int oldCapacity = table.length;
Entry[] oldMap = table;
// overflow-conscious code
/**
* 新的大小为 原大小 * 2 + 1
* 虽然不保证capacity是一个质数，但至少保证它是一个奇数
*/
int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)
// Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets
return;
newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;
}
Entry[] newMap = new Entry[newCapacity];
modCount++;
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
table = newMap;
for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
for (Entry old = (Entry)oldMap[i] ; old != null ; ) {
Entry e = old;
old = old.next;
int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
e.next = (Entry)newMap[index];
newMap[index] = e;
}
}
} get
@SuppressWarnings("unchecked")
public synchronized V get(Object key) {
Entry tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return (V)e.value;
}
}
return null;
}get方法没什么好说的，简单看一下源码即可。
总结
两个疑问
在看源码的过程中，通过对比HashMap和Hashtable的不同点，有两个疑问：
1. HashMap和HashTable，一个采用(table.length - 1) & hash 计算要放置的位置，一个采用取模的 方法，这有什么不同吗？为什么要这样做？
2. HashTable为什么不用红黑树了？
通过查阅资料发现，Hashtable是 JDK 1.0 就引入的类，而 HashMap 是 JDK 1.2 才引入的一个Map接口的实现，而Hashtable设计的时候就采用了取模的方法计算位置，也没有设计红黑树进行优化，而添加HashMap的时候选择了不同的方法，刚开始的时候HashMap也没有使用红黑树，是在 JDK 1.8 的时候才引入了红黑树进行优化。
看到有篇博客写的很好，应该是比我大一届的学生。
HashMap和Hashtable的区别
- HashMap是非线程安全的，Hashtable是线程安全的，所以Hashtable重量级一些，因为使用了synchronized关键字来保证线程安全，当一个线程在使用一个synchronized修饰的方法时，其他被synchronized修饰的方法都不能使用。
- HashMap允许key和value都为null，而Hashtable都不能为null。
- Hashtable继承自 JDK 1.0 的 Dictionary 虚拟类，而HashMap是 JDK 1.2 引进的 Map 接口的一个实现。
- Hashtable和HashMap扩容的方法不一样，Hashtable中数组默认大小11，扩容方式是 old*2+1。HashMap中数组的默认大小是16，而且一定是2的指数，增加为原来的2倍。
- 两者通过hash值散列到hash表的算法不一样，Hashtable是古老的除留余数法，直接使用Object的hashcode，而后者是强制容量为2的幂，重新根据hashcode计算hash值，在使用hash和（hash表长度 – 1）进行与运算，也等价取膜，但更加高效，取得的位置更加分散，偶数，奇数保证了都会分散到。前者就不能保证。
- HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。参考文章。
大致就是这些，学无止境，加油。–201703042011