集合框架 （第 08 篇） 源码分析：HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap之间的区别

一、集合框架源码分析

• 集合框架 （第 01 篇） 源码分析：Collection 框架总览
• 集合框架 （第 02 篇） 源码分析：Map 框架总览
• 集合框架 （第 03 篇） 源码分析：ArrayList
• 集合框架 （第 04 篇） 源码分析：LinkedList
• 集合框架 （第 05 篇） 源码分析：Map接口与其内部接口Entry
• 集合框架 （第 06 篇） 源码分析：哈希冲突(哈希碰撞)与解决算法
• 集合框架 （第 07 篇） 源码分析：jdk1.7版 HashMap
• 集合框架 （第 08 篇） 源码分析：HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap之间的区别
• 集合框架 （第 09 篇） 源码分析：jdk1.7版 ConcurrentHashMap
• 集合框架 （第 10 篇） 源码分析：二叉树、平衡二叉树、二叉查找树、AVL树、红黑树
• 集合框架 （第 11 篇） 源码分析：jdk1.8版 HashMap
• 集合框架 （第 12 篇） 源码分析：jdk1.8版 ConcurrentHashMap
• 集合框架 （第 13 篇） 源码分析：LinkedHashMap
• 集合框架 （第 14 篇） 源码分析：TreeMap
• 集合框架 （第 15 篇） 源码分析：Set 集合
• 集合框架 （第 16 篇） 源码分析：BlockingQueue 接口
• 集合框架 （第 17 篇） 源码分析：CopyOnWriteArrayList 与 CopyOnWriteArraySet

原文持续更新链接: https://github.com/about-cloud/JavaCore

正文

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一、非线程安全的HashMap

:clapper:前面的章节已经从源码分析了 HashMap 的实现，这里简单回顾一下，如想详细了解，请参考这里。

• jdk1.7 的 HashMap 的底层实现是 数组 + 单向链表，支持key为 null，value 为null。
• 它的初始容量是 16，负载因子默认值 0.75，当实际存放元素数量大于等于 阈值，（而且新元素被放入的哈希槽不为空），那么就会触发扩容，每次扩容时的容量都是翻倍增长（一定是 2的次幂）,所以在实例存储元素项较多的情况下，一定要指定初始容量，避免每次扩容带来性能上的影响。
• 负载因子 取值问题也是一个重要原因，取值越大哈希冲突 的概率就越高，取值越小空间浪费度就越高。而 0.75 是一个比较折中的选择。
• 其属性、方法、代码块没有被 synchronize修饰，也没有使用其他同步机制，在多线程环境下是 非线程安全的。

二、线程安全的Hashtable

Hashtable 是HashMap 线程安全的实现。它也起始于 上古时期，可追溯到jdk1.0。（:no_good:注意是 Hashtable 而非 HashTable）

public class Hashtable
    extends Dictionary
    implements Map, Cloneable, java.io.Serializable

Hashtable 扩展至 Dictionary 抽象类、实现至Map 接口。

• Hashtable 线程安全的实现机制是 几乎在所有的方法都加:poop: synchronized 修饰；
• HashMap 允许 key 和 value 都可以是 null 值，但 Hashtable 对 key 、value都不允许:sob::broken_heart:为 null；
• Hashtable 初始容量是11 ，默认负载因子也是 0.75。扩容是 2倍 + 1；

处处加锁:lock:的Hashtable 虽然保证了同步性，但性能大大折扣，再并发的情况下有些不可取。

jdk1.5 又引入了新的线程安全容器:sunny: ConcurrentHashMap，用于替代性能差的 Hashtable。ConcurrentHashMap 为什么能够取代 Hashtable呢？因为它在保证性能安全的情况下、性能还比Hashtable好。

三、线程安全的ConcurrentHashMap

面对着 Hashtable 粗暴的大锁:lock:，ConcurrentHashMap 采用 分段锁技术，将一个大的Map分割成n个小的 段segment，对每段进行加锁，降低了容器加锁的粒子度，每段(segment)各自加锁，互不影响。分段锁使用的锁是 ReentrantLock 可重入锁。

（:dart:分段锁使用ReentrantLock锁其实是无锁的一种实现，可参关于 CAS和AQS的文章）

ConcurrentHashMap 也是不允许 key 、value为 null；

:fuelpump:其他的更多实现和源码分析详见后面的文章 。

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