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Hashtable的实现原理

第1部分 Hashtable介绍

Hashtable 简介

和HashMap一样，Hashtable 也是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。

Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。容量是哈希表中桶的数量，初始容量就是哈希表创建时的容量。注意，哈希表的状态为 open：在发生“哈希冲突”的情况下，单个桶会存储多个条目，这些条目必须按顺序搜索。加载因子是对哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。初始容量和加载因子这两个参数只是对该实现的提示。关于何时以及是否调用 rehash 方法的具体细节则依赖于该实现。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查找某个条目的时间（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。

Hashtable的构造函数

// 默认构造函数。
public Hashtable() 

// 指定“容量大小”的构造函数
public Hashtable(int initialCapacity) 

// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) 

// 包含“子Map”的构造函数
public Hashtable(Map t)

Hashtable的API

synchronized void                clear()
synchronized Object              clone()
             boolean             contains(Object value)
synchronized boolean             containsKey(Object key)
synchronized boolean             containsValue(Object value)
synchronized Enumeration      elements()
synchronized Set>    entrySet()
synchronized boolean             equals(Object object)
synchronized V                   get(Object key)
synchronized int                 hashCode()
synchronized boolean             isEmpty()
synchronized Set              keySet()
synchronized Enumeration      keys()
synchronized V                   put(K key, V value)
synchronized void                putAll(Map map)
synchronized V                   remove(Object key)
synchronized int                 size()
synchronized String              toString()
synchronized Collection       values()

第2部分 Hashtable数据结构

Hashtable的继承关系

java.lang.Object
   ↳     java.util.Dictionary
         ↳     java.util.Hashtable

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

Hashtable与Map关系如下图：

从图中可以看出：
(01) Hashtable继承于Dictionary类，实现了Map接口。Map是"key-value键值对"接口，Dictionary是声明了操作"键值对"函数接口的抽象类。
(02) Hashtable是通过"拉链法"实现的哈希表。它包括几个重要的成员变量：table, count, threshold, loadFactor, modCount。
　　table是一个Entry[]数组类型，而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的"key-value键值对"都是存储在Entry数组中的。
　　count是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量。
　　threshold是Hashtable的阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量。threshold的值="容量*加载因子"。
　　loadFactor就是加载因子。
　　modCount是用来实现fail-fast机制的

第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解Hashtable的原理，下面对Hashtable源码代码作出分析。
在阅读源码时，建议参考后面的说明来建立对Hashtable的整体认识，这样更容易理解Hashtable。

  1 package java.util;
  2 import java.io.*;
  3 
  4 public class Hashtable
  5     extends Dictionary
  6     implements Map, Cloneable, java.io.Serializable {
  7 
  8     // Hashtable保存key-value的数组。
  9     // Hashtable是采用拉链法实现的，每一个Entry本质上是一个单向链表
 10     private transient Entry[] table;
 11 
 12     // Hashtable中元素的实际数量
 13     private transient int count;
 14 
 15     // 阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量（threshold = 容量*加载因子）
 16     private int threshold;
 17 
 18     // 加载因子
 19     private float loadFactor;
 20 
 21     // Hashtable被改变的次数
 22     private transient int modCount = 0;
 23 
 24     // 序列版本号
 25     private static final long serialVersionUID = 1421746759512286392L;
 26 
 27     // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
 28     public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
 29         if (initialCapacity < 0)
 30             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
 31                                                initialCapacity);
 32         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
 33             throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);
 34 
 35         if (initialCapacity==0)
 36             initialCapacity = 1;
 37         this.loadFactor = loadFactor;
 38         table = new Entry[initialCapacity];
 39         threshold = (int)(initialCapacity * loadFactor);
 40     }
 41 
 42     // 指定“容量大小”的构造函数
 43     public Hashtable(int initialCapacity) {
 44         this(initialCapacity, 0.75f);
 45     }
 46 
 47     // 默认构造函数。
 48     public Hashtable() {
 49         // 默认构造函数，指定的容量大小是11；加载因子是0.75
 50         this(11, 0.75f);
 51     }
 52 
 53     // 包含“子Map”的构造函数
 54     public Hashtable(Map t) {
 55         this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
 56         // 将“子Map”的全部元素都添加到Hashtable中
 57         putAll(t);
 58     }
 59 
 60     public synchronized int size() {
 61         return count;
 62     }
 63 
 64     public synchronized boolean isEmpty() {
 65         return count == 0;
 66     }
 67 
 68     // 返回“所有key”的枚举对象
 69     public synchronized Enumeration keys() {
 70         return this.getEnumeration(KEYS);
 71     }
 72 
 73     // 返回“所有value”的枚举对象
 74     public synchronized Enumeration elements() {
 75         return this.getEnumeration(VALUES);
 76     }
 77 
 78     // 判断Hashtable是否包含“值(value)”
 79     public synchronized boolean contains(Object value) {
 80         // Hashtable中“键值对”的value不能是null，
 81         // 若是null的话，抛出异常!
 82         if (value == null) {
 83             throw new NullPointerException();
 84         }
 85 
 86         // 从后向前遍历table数组中的元素(Entry)
 87         // 对于每个Entry(单向链表)，逐个遍历，判断节点的值是否等于value
 88         Entry tab[] = table;
 89         for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) {
 90             for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) {
 91                 if (e.value.equals(value)) {
 92                     return true;
 93                 }
 94             }
 95         }
 96         return false;
 97     }
 98 
 99     public boolean containsValue(Object value) {
100         return contains(value);
101     }
102 
103     // 判断Hashtable是否包含key
104     public synchronized boolean containsKey(Object key) {
105         Entry tab[] = table;
106         int hash = key.hashCode();
107         // 计算索引值，
108         // % tab.length 的目的是防止数据越界
109         int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
110         // 找到“key对应的Entry(链表)”，然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素
111         for (Entry e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
112             if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
113                 return true;
114             }
115         }
116         return false;
117     }
118 
119     // 返回key对应的value，没有的话返回null
120     public synchronized V get(Object key) {
121         Entry tab[] = table;
122         int hash = key.hashCode();
123         // 计算索引值，
124         int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
125         // 找到“key对应的Entry(链表)”，然后在链表中找出“哈希值”和“键值”与key都相等的元素
126         for (Entry e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
127             if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
128                 return e.value;
129             }
130         }
131         return null;
132     }
133 
134     // 调整Hashtable的长度，将长度变成原来的(2倍+1)
135     // (01) 将“旧的Entry数组”赋值给一个临时变量。
136     // (02) 创建一个“新的Entry数组”，并赋值给“旧的Entry数组”
137     // (03) 将“Hashtable”中的全部元素依次添加到“新的Entry数组”中
138     protected void rehash() {
139         int oldCapacity = table.length;
140         Entry[] oldMap = table;
141 
142         int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;
143         Entry[] newMap = new Entry[newCapacity];
144 
145         modCount++;
146         threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
147         table = newMap;
148 
149         for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
150             for (Entry old = oldMap[i] ; old != null ; ) {
151                 Entry e = old;
152                 old = old.next;
153 
154                 int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
155                 e.next = newMap[index];
156                 newMap[index] = e;
157             }
158         }
159     }
160 
161     // 将“key-value”添加到Hashtable中
162     public synchronized V put(K key, V value) {
163         // Hashtable中不能插入value为null的元素！！！
164         if (value == null) {
165             throw new NullPointerException();
166         }
167 
168         // 若“Hashtable中已存在键为key的键值对”，
169         // 则用“新的value”替换“旧的value”
170         Entry tab[] = table;
171         int hash = key.hashCode();
172         int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
173         for (Entry e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
174             if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
175                 V old = e.value;
176                 e.value = value;
177                 return old;
178                 }
179         }
180 
181         // 若“Hashtable中不存在键为key的键值对”，
182         // (01) 将“修改统计数”+1
183         modCount++;
184         // (02) 若“Hashtable实际容量” > “阈值”(阈值=总的容量 * 加载因子)
185         //  则调整Hashtable的大小
186         if (count >= threshold) {
187             // Rehash the table if the threshold is exceeded
188             rehash();
189 
190             tab = table;
191             index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
192         }
193 
194         // (03) 将“Hashtable中index”位置的Entry(链表)保存到e中
195         Entry e = tab[index];
196         // (04) 创建“新的Entry节点”，并将“新的Entry”插入“Hashtable的index位置”，并设置e为“新的Entry”的下一个元素(即“新Entry”为链表表头)。        
197         tab[index] = new Entry(hash, key, value, e);
198         // (05) 将“Hashtable的实际容量”+1
199         count++;
200         return null;
201     }
202 
203     // 删除Hashtable中键为key的元素
204     public synchronized V remove(Object key) {
205         Entry tab[] = table;
206         int hash = key.hashCode();
207         int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
208         // 找到“key对应的Entry(链表)”
209         // 然后在链表中找出要删除的节点，并删除该节点。
210         for (Entry e = tab[index], prev = null ; e != null ; prev = e, e = e.next) {
211             if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
212                 modCount++;
213                 if (prev != null) {
214                     prev.next = e.next;
215                 } else {
216                     tab[index] = e.next;
217                 }
218                 count--;
219                 V oldValue = e.value;
220                 e.value = null;
221                 return oldValue;
222             }
223         }
224         return null;
225     }
226 
227     // 将“Map(t)”的中全部元素逐一添加到Hashtable中
228     public synchronized void putAll(Map t) {
229         for (Map.Entry e : t.entrySet())
230             put(e.getKey(), e.getValue());
231     }
232 
233     // 清空Hashtable
234     // 将Hashtable的table数组的值全部设为null
235     public synchronized void clear() {
236         Entry tab[] = table;
237         modCount++;
238         for (int index = tab.length; --index >= 0; )
239             tab[index] = null;
240         count = 0;
241     }
242 
243     // 克隆一个Hashtable，并以Object的形式返回。
244     public synchronized Object clone() {
245         try {
246             Hashtable t = (Hashtable) super.clone();
247             t.table = new Entry[table.length];
248             for (int i = table.length ; i-- > 0 ; ) {
249                 t.table[i] = (table[i] != null)
250                 ? (Entry) table[i].clone() : null;
251             }
252             t.keySet = null;
253             t.entrySet = null;
254             t.values = null;
255             t.modCount = 0;
256             return t;
257         } catch (CloneNotSupportedException e) {
258             // this shouldn't happen, since we are Cloneable
259             throw new InternalError();
260         }
261     }
262 
263     public synchronized String toString() {
264         int max = size() - 1;
265         if (max == -1)
266             return "{}";
267 
268         StringBuilder sb = new StringBuilder();
269         Iterator> it = entrySet().iterator();
270 
271         sb.append('{');
272         for (int i = 0; ; i++) {
273             Map.Entry e = it.next();
274             K key = e.getKey();
275             V value = e.getValue();
276             sb.append(key   == this ? "(this Map)" : key.toString());
277             sb.append('=');
278             sb.append(value == this ? "(this Map)" : value.toString());
279 
280             if (i == max)
281                 return sb.append('}').toString();
282             sb.append(", ");
283         }
284     }
285 
286     // 获取Hashtable的枚举类对象
287     // 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空枚举类”对象；
288     // 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口)
289     private  Enumeration getEnumeration(int type) {
290     if (count == 0) {
291         return (Enumeration)emptyEnumerator;
292     } else {
293         return new Enumerator(type, false);
294     }
295     }
296 
297     // 获取Hashtable的迭代器
298     // 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空迭代器”对象；
299     // 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口)
300     private  Iterator getIterator(int type) {
301         if (count == 0) {
302             return (Iterator) emptyIterator;
303         } else {
304             return new Enumerator(type, true);
305         }
306     }
307 
308     // Hashtable的“key的集合”。它是一个Set，意味着没有重复元素
309     private transient volatile Set keySet = null;
310     // Hashtable的“key-value的集合”。它是一个Set，意味着没有重复元素
311     private transient volatile Set> entrySet = null;
312     // Hashtable的“key-value的集合”。它是一个Collection，意味着可以有重复元素
313     private transient volatile Collection values = null;
314 
315     // 返回一个被synchronizedSet封装后的KeySet对象
316     // synchronizedSet封装的目的是对KeySet的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步
317     public Set keySet() {
318         if (keySet == null)
319             keySet = Collections.synchronizedSet(new KeySet(), this);
320         return keySet;
321     }
322 
323     // Hashtable的Key的Set集合。
324     // KeySet继承于AbstractSet，所以，KeySet中的元素没有重复的。
325     private class KeySet extends AbstractSet {
326         public Iterator iterator() {
327             return getIterator(KEYS);
328         }
329         public int size() {
330             return count;
331         }
332         public boolean contains(Object o) {
333             return containsKey(o);
334         }
335         public boolean remove(Object o) {
336             return Hashtable.this.remove(o) != null;
337         }
338         public void clear() {
339             Hashtable.this.clear();
340         }
341     }
342 
343     // 返回一个被synchronizedSet封装后的EntrySet对象
344     // synchronizedSet封装的目的是对EntrySet的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步
345     public Set> entrySet() {
346         if (entrySet==null)
347             entrySet = Collections.synchronizedSet(new EntrySet(), this);
348         return entrySet;
349     }
350 
351     // Hashtable的Entry的Set集合。
352     // EntrySet继承于AbstractSet，所以，EntrySet中的元素没有重复的。
353     private class EntrySet extends AbstractSet> {
354         public Iterator> iterator() {
355             return getIterator(ENTRIES);
356         }
357 
358         public boolean add(Map.Entry o) {
359             return super.add(o);
360         }
361 
362         // 查找EntrySet中是否包含Object(0)
363         // 首先，在table中找到o对应的Entry(Entry是一个单向链表)
364         // 然后，查找Entry链表中是否存在Object
365         public boolean contains(Object o) {
366             if (!(o instanceof Map.Entry))
367                 return false;
368             Map.Entry entry = (Map.Entry)o;
369             Object key = entry.getKey();
370             Entry[] tab = table;
371             int hash = key.hashCode();
372             int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
373 
374             for (Entry e = tab[index]; e != null; e = e.next)
375                 if (e.hash==hash && e.equals(entry))
376                     return true;
377             return false;
378         }
379 
380         // 删除元素Object(0)
381         // 首先，在table中找到o对应的Entry(Entry是一个单向链表)
382         // 然后，删除链表中的元素Object
383         public boolean remove(Object o) {
384             if (!(o instanceof Map.Entry))
385                 return false;
386             Map.Entry entry = (Map.Entry) o;
387             K key = entry.getKey();
388             Entry[] tab = table;
389             int hash = key.hashCode();
390             int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
391 
392             for (Entry e = tab[index], prev = null; e != null;
393                  prev = e, e = e.next) {
394                 if (e.hash==hash && e.equals(entry)) {
395                     modCount++;
396                     if (prev != null)
397                         prev.next = e.next;
398                     else
399                         tab[index] = e.next;
400 
401                     count--;
402                     e.value = null;
403                     return true;
404                 }
405             }
406             return false;
407         }
408 
409         public int size() {
410             return count;
411         }
412 
413         public void clear() {
414             Hashtable.this.clear();
415         }
416     }
417 
418     // 返回一个被synchronizedCollection封装后的ValueCollection对象
419     // synchronizedCollection封装的目的是对ValueCollection的所有方法都添加synchronized，实现多线程同步
420     public Collection values() {
421     if (values==null)
422         values = Collections.synchronizedCollection(new ValueCollection(),
423                                                         this);
424         return values;
425     }
426 
427     // Hashtable的value的Collection集合。
428     // ValueCollection继承于AbstractCollection，所以，ValueCollection中的元素可以重复的。
429     private class ValueCollection extends AbstractCollection {
430         public Iterator iterator() {
431         return getIterator(VALUES);
432         }
433         public int size() {
434             return count;
435         }
436         public boolean contains(Object o) {
437             return containsValue(o);
438         }
439         public void clear() {
440             Hashtable.this.clear();
441         }
442     }
443 
444     // 重新equals()函数
445     // 若两个Hashtable的所有key-value键值对都相等，则判断它们两个相等
446     public synchronized boolean equals(Object o) {
447         if (o == this)
448             return true;
449 
450         if (!(o instanceof Map))
451             return false;
452         Map t = (Map) o;
453         if (t.size() != size())
454             return false;
455 
456         try {
457             // 通过迭代器依次取出当前Hashtable的key-value键值对
458             // 并判断该键值对，存在于Hashtable(o)中。
459             // 若不存在，则立即返回false；否则，遍历完“当前Hashtable”并返回true。
460             Iterator> i = entrySet().iterator();
461             while (i.hasNext()) {
462                 Map.Entry e = i.next();
463                 K key = e.getKey();
464                 V value = e.getValue();
465                 if (value == null) {
466                     if (!(t.get(key)==null && t.containsKey(key)))
467                         return false;
468                 } else {
469                     if (!value.equals(t.get(key)))
470                         return false;
471                 }
472             }
473         } catch (ClassCastException unused)   {
474             return false;
475         } catch (NullPointerException unused) {
476             return false;
477         }
478 
479         return true;
480     }
481 
482     // 计算Hashtable的哈希值
483     // 若 Hashtable的实际大小为0 或者 加载因子<0，则返回0。
484     // 否则，返回“Hashtable中的每个Entry的key和value的异或值 的总和”。
485     public synchronized int hashCode() {
486         int h = 0;
487         if (count == 0 || loadFactor < 0)
488             return h;  // Returns zero
489 
490         loadFactor = -loadFactor;  // Mark hashCode computation in progress
491         Entry[] tab = table;
492         for (int i = 0; i < tab.length; i++)
493             for (Entry e = tab[i]; e != null; e = e.next)
494                 h += e.key.hashCode() ^ e.value.hashCode();
495         loadFactor = -loadFactor;  // Mark hashCode computation complete
496 
497         return h;
498     }
499 
500     // java.io.Serializable的写入函数
501     // 将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中
502     private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
503         throws IOException
504     {
505         // Write out the length, threshold, loadfactor
506         s.defaultWriteObject();
507 
508         // Write out length, count of elements and then the key/value objects
509         s.writeInt(table.length);
510         s.writeInt(count);
511         for (int index = table.length-1; index >= 0; index--) {
512             Entry entry = table[index];
513 
514             while (entry != null) {
515             s.writeObject(entry.key);
516             s.writeObject(entry.value);
517             entry = entry.next;
518             }
519         }
520     }
521 
522     // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
523     // 将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出
524     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
525          throws IOException, ClassNotFoundException
526     {
527         // Read in the length, threshold, and loadfactor
528         s.defaultReadObject();
529 
530         // Read the original length of the array and number of elements
531         int origlength = s.readInt();
532         int elements = s.readInt();
533 
534         // Compute new size with a bit of room 5% to grow but
535         // no larger than the original size.  Make the length
536         // odd if it's large enough, this helps distribute the entries.
537         // Guard against the length ending up zero, that's not valid.
538         int length = (int)(elements * loadFactor) + (elements / 20) + 3;
539         if (length > elements && (length & 1) == 0)
540             length--;
541         if (origlength > 0 && length > origlength)
542             length = origlength;
543 
544         Entry[] table = new Entry[length];
545         count = 0;
546 
547         // Read the number of elements and then all the key/value objects
548         for (; elements > 0; elements--) {
549             K key = (K)s.readObject();
550             V value = (V)s.readObject();
551                 // synch could be eliminated for performance
552                 reconstitutionPut(table, key, value);
553         }
554         this.table = table;
555     }
556 
557     private void reconstitutionPut(Entry[] tab, K key, V value)
558         throws StreamCorruptedException
559     {
560         if (value == null) {
561             throw new java.io.StreamCorruptedException();
562         }
563         // Makes sure the key is not already in the hashtable.
564         // This should not happen in deserialized version.
565         int hash = key.hashCode();
566         int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
567         for (Entry e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
568             if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
569                 throw new java.io.StreamCorruptedException();
570             }
571         }
572         // Creates the new entry.
573         Entry e = tab[index];
574         tab[index] = new Entry(hash, key, value, e);
575         count++;
576     }
577 
578     // Hashtable的Entry节点，它本质上是一个单向链表。
579     // 也因此，我们才能推断出Hashtable是由拉链法实现的散列表
580     private static class Entry implements Map.Entry {
581         // 哈希值
582         int hash;
583         K key;
584         V value;
585         // 指向的下一个Entry，即链表的下一个节点
586         Entry next;
587 
588         // 构造函数
589         protected Entry(int hash, K key, V value, Entry next) {
590             this.hash = hash;
591             this.key = key;
592             this.value = value;
593             this.next = next;
594         }
595 
596         protected Object clone() {
597             return new Entry(hash, key, value,
598                   (next==null ? null : (Entry) next.clone()));
599         }
600 
601         public K getKey() {
602             return key;
603         }
604 
605         public V getValue() {
606             return value;
607         }
608 
609         // 设置value。若value是null，则抛出异常。
610         public V setValue(V value) {
611             if (value == null)
612                 throw new NullPointerException();
613 
614             V oldValue = this.value;
615             this.value = value;
616             return oldValue;
617         }
618 
619         // 覆盖equals()方法，判断两个Entry是否相等。
620         // 若两个Entry的key和value都相等，则认为它们相等。
621         public boolean equals(Object o) {
622             if (!(o instanceof Map.Entry))
623                 return false;
624             Map.Entry e = (Map.Entry)o;
625 
626             return (key==null ? e.getKey()==null : key.equals(e.getKey())) &&
627                (value==null ? e.getValue()==null : value.equals(e.getValue()));
628         }
629 
630         public int hashCode() {
631             return hash ^ (value==null ? 0 : value.hashCode());
632         }
633 
634         public String toString() {
635             return key.toString()+"="+value.toString();
636         }
637     }
638 
639     private static final int KEYS = 0;
640     private static final int VALUES = 1;
641     private static final int ENTRIES = 2;
642 
643     // Enumerator的作用是提供了“通过elements()遍历Hashtable的接口” 和 “通过entrySet()遍历Hashtable的接口”。因为，它同时实现了 “Enumerator接口”和“Iterator接口”。
644     private class Enumerator implements Enumeration, Iterator {
645         // 指向Hashtable的table
646         Entry[] table = Hashtable.this.table;
647         // Hashtable的总的大小
648         int index = table.length;
649         Entry entry = null;
650         Entry lastReturned = null;
651         int type;
652 
653         // Enumerator是 “迭代器(Iterator)” 还是 “枚举类(Enumeration)”的标志
654         // iterator为true，表示它是迭代器；否则，是枚举类。
655         boolean iterator;
656 
657         // 在将Enumerator当作迭代器使用时会用到，用来实现fail-fast机制。
658         protected int expectedModCount = modCount;
659 
660         Enumerator(int type, boolean iterator) {
661             this.type = type;
662             this.iterator = iterator;
663         }
664 
665         // 从遍历table的数组的末尾向前查找，直到找到不为null的Entry。
666         public boolean hasMoreElements() {
667             Entry e = entry;
668             int i = index;
669             Entry[] t = table;
670             /* Use locals for faster loop iteration */
671             while (e == null && i > 0) {
672                 e = t[--i];
673             }
674             entry = e;
675             index = i;
676             return e != null;
677         }
678 
679         // 获取下一个元素
680         // 注意：从hasMoreElements() 和nextElement() 可以看出“Hashtable的elements()遍历方式”
681         // 首先，从后向前的遍历table数组。table数组的每个节点都是一个单向链表(Entry)。
682         // 然后，依次向后遍历单向链表Entry。
683         public T nextElement() {
684             Entry et = entry;
685             int i = index;
686             Entry[] t = table;
687             /* Use locals for faster loop iteration */
688             while (et == null && i > 0) {
689                 et = t[--i];
690             }
691             entry = et;
692             index = i;
693             if (et != null) {
694                 Entry e = lastReturned = entry;
695                 entry = e.next;
696                 return type == KEYS ? (T)e.key : (type == VALUES ? (T)e.value : (T)e);
697             }
698             throw new NoSuchElementException("Hashtable Enumerator");
699         }
700 
701         // 迭代器Iterator的判断是否存在下一个元素
702         // 实际上，它是调用的hasMoreElements()
703         public boolean hasNext() {
704             return hasMoreElements();
705         }
706 
707         // 迭代器获取下一个元素
708         // 实际上，它是调用的nextElement()
709         public T next() {
710             if (modCount != expectedModCount)
711                 throw new ConcurrentModificationException();
712             return nextElement();
713         }
714 
715         // 迭代器的remove()接口。
716         // 首先，它在table数组中找出要删除元素所在的Entry，
717         // 然后，删除单向链表Entry中的元素。
718         public void remove() {
719             if (!iterator)
720                 throw new UnsupportedOperationException();
721             if (lastReturned == null)
722                 throw new IllegalStateException("Hashtable Enumerator");
723             if (modCount != expectedModCount)
724                 throw new ConcurrentModificationException();
725 
726             synchronized(Hashtable.this) {
727                 Entry[] tab = Hashtable.this.table;
728                 int index = (lastReturned.hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
729 
730                 for (Entry e = tab[index], prev = null; e != null;
731                      prev = e, e = e.next) {
732                     if (e == lastReturned) {
733                         modCount++;
734                         expectedModCount++;
735                         if (prev == null)
736                             tab[index] = e.next;
737                         else
738                             prev.next = e.next;
739                         count--;
740                         lastReturned = null;
741                         return;
742                     }
743                 }
744                 throw new ConcurrentModificationException();
745             }
746         }
747     }
748 
749 
750     private static Enumeration emptyEnumerator = new EmptyEnumerator();
751     private static Iterator emptyIterator = new EmptyIterator();
752 
753     // 空枚举类
754     // 当Hashtable的实际大小为0；此时，又要通过Enumeration遍历Hashtable时，返回的是“空枚举类”的对象。
755     private static class EmptyEnumerator implements Enumeration

Hashtable的实现原理

第1部分 Hashtable介绍

第2部分 Hashtable数据结构

第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0_45)

第4部分 Hashtable遍历方式

第5部分 Hashtable示例

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