集合框架库Map总结（HashMap、HashTable、TreeMap、WeakHashMap的区别）

1. HashMap和HashTable的区别

（1） 使用
HashMap：key和value可以为null
HashTable：key和value不可以为null

（2） 底层数据结构：都是数组 + 链表
（3）源码

• 默认容量不同
  HashTable：默认初始容量为11
  HashMap：默认容量为16

• Table的初始化时机
  HashTable：构造函数中初始化，new对象时。
  HashMap：初始为空数组，当添加第一个元素是数组容量变为16

• 是否支持fast-fail（快速失败机制)
  HashTable：使用Enumeration进行遍历不支持快速失败机制，使用Iterator进行遍历时支持。
  HashMap：使用Iterator进行遍历时支持

• 是否接受值为null的Key 或Value
  HashTable：key和vlaue都不可以为空，否则会报空指针异常。
  HashMap：key和value 都可以为空，源码中对hash和put都对null进行了处理。

• 根据hash值计算数组下标的算法

HashTable：Hash值的计算：
hashSeed ^ k.hashCode();
没有扰动处理，index重复率高。
(hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
(hash & 0x7FFFFFFF)保证hash的值不为负数

HashMap：Hash值的计算：
int h = key.hashCode();
扰动处理：降低哈希冲突
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
h & (table.length-1)

• 扩容方式
  HashTable：2倍+1 扩容
  2倍+1 得到一个奇数，取余结果相比于偶数更分散
  HashMap：2倍扩容
  两者都会根据key重新计算所有元素的存储位置，算法相似，时间空间效率相同。

（4）数据遍历的方式
HashTable：HashTable可以使用Enumeration进行遍历，也可以使用Iterator进行遍历
HashMap：HashMap只可以使用Iterator进行遍历

（5）线程安全
HashTable：线程安全
加了synchronized关键字，所以是线程安全，但并不是绝对的线程安全。
HashMap：线程不安全

2. TreeMap与HashMap的区别

TreeMap与HashMap的相似之处：使用方法基本相同
区别：
（1）TreeMap元素大小有序。HashMap是无序的。
（2）TreeMap的存储位置是通过key的大小比较得出的，而HashMap是通过hash计算得到数组下标。
（3）TreeMap不允许插入null的key，因为null没办法比较大小。
（4）TreeMap实现了NavigableMap类，可以提供一系列的和大小相关的方法。
（5）TreeMap的时间复杂度：log(2N)，HashMap的时间复杂度：O(1)

3. WeakHashMap与HashMap的区别

（1）WeakHashMap不能使用clone方法，不能进行序列化
implements Map
WeakHashMap只实现了Map接口，没有实现clone接口和Serizaseable

（2）源码区别：对null 的处理情况不同
HashMap：当key为null时，返回对应的数组下标为0。
WeakHashMap：当key为null时，使用Object对象替换null，因此key实际存储的是new Object();但打印的时候还是null。

当key为非null时，两者的求取的hash方法是相同的：hashCode，扰动处理，&（table.length-1）

为什么用Obejct替换null？
因为WeakHashMap存储的都是弱引用，当key为null就会被GC回收掉。

（3）存储key的引用类型不同
集合只能存储引用类型的数据，不能存储普通类型
HashMap：存储的key是强引用类型。
WeakHashMap：存储的key是弱引用类型。
WeakHashMap对象存储的都是弱引用，key为“弱键”，当key为null时，GC时，存储的内容将就会被回收掉，如果key - vlaue中有强引用就不会被回收。