【大揭秘】美团面试题：ConcurrentHashMap和Hashtable有什么区别？一文解析！

news2024/11/19 3:42:29

正文

亲爱的小伙伴们，大家好！我是小米，一个热爱技术分享的程序员，今天我为大家带来了一篇有关美团面试题的热门话题：ConcurrentHashMap 和 Hashtable 有什么区别。这个问题在Java面试中常常被拿来考察对多线程编程的理解，所以务必认真学习，不仅仅是为了通过面试，更是为了提高自己在多线程编程方面的水平。废话不多说，让我们开始吧！

简介

首先，让我们简单了解一下这两个容器类。

ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap 是 Java 集合框架中的一个类，它在 Java 1.5 版本中引入。它是线程安全的哈希表，用于在多线程环境中存储和管理键值对。ConcurrentHashMap 提供了一种高效的方式来处理多线程并发访问的问题，而不需要显式地加锁。
Hashtable：Hashtable 也是一个用于存储键值对的容器类，它在较早的 Java 版本中就已经存在。和 ConcurrentHashMap 一样，Hashtable 也是线程安全的，但它的线程安全是通过在方法级别加锁来实现的。

区别一：性能

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 最显著的区别之一是它们在性能上的差异。这是由它们的内部实现方式所决定的。

ConcurrentHashMap 的分段锁

ConcurrentHashMap 内部采用了分段锁的机制，将整个数据集分割成多个段（Segment），每个段都有自己的锁。这个设计允许多个线程同时操作不同的段，从而提高了并发性能。只有在同一个段上的操作才会被锁住，不同段上的操作不会互相阻塞。

这个分段锁机制使得 ConcurrentHashMap 在多线程环境下能够保持高性能，因为多个线程可以同时读取和写入不同的段。

Hashtable 的全局锁

相比之下，Hashtable 使用一个全局锁来保护所有操作，这意味着在任何时刻只能有一个线程能够执行操作，其他线程必须等待。这会导致在高并发环境下性能下降，因为只有一个线程能够执行操作，其他线程需要排队等待。

因此，性能方面的第一个区别就是：ConcurrentHashMap 使用了更加细粒度的锁机制，而 Hashtable 使用全局锁，ConcurrentHashMap 在高并发情况下性能更好。

区别二：迭代器支持

在迭代方面，ConcurrentHashMap 和 Hashtable 也存在一些不同之处。

ConcurrentHashMap 迭代器支持：ConcurrentHashMap 提供了弱一致性的迭代器，它允许在遍历的过程中，容器的内容被修改，但不能保证一定能遍历到所有元素。这是因为 ConcurrentHashMap 的分段锁机制允许并发修改不同段的数据，所以在遍历时，可能会错过一些数据。不过，通常情况下，这种迭代方式对于大多数应用来说是足够的。
Hashtable 迭代器不支持：相比之下，Hashtable 的迭代器是完全同步的，不允许在迭代的过程中修改容器的内容。如果尝试在迭代时修改 Hashtable，会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

因此，区别二就是：ConcurrentHashMap 提供了一种弱一致性的迭代方式，而 Hashtable 不允许在迭代时修改容器。

区别三：性能调优

ConcurrentHashMap 提供了一些性能调优的方法，可以根据应用的需求来调整性能。

初始容量和负载因子：ConcurrentHashMap 允许你在创建时指定初始容量和负载因子。这可以帮助你根据应用的需求来优化性能。初始容量是指哈希表的初始大小，负载因子则决定了何时进行扩容。合理设置这两个参数可以减少扩容的次数，提高性能。
并发级别：ConcurrentHashMap 还允许你指定并发级别，即期望的并发更新操作数。这可以帮助 ConcurrentHashMap 动态地调整内部数据结构以适应不同的并发要求。

相比之下，Hashtable 并没有提供这些性能调优的选项，它的内部参数是固定的。

区别四：线程安全级别

最后一个区别是线程安全级别。ConcurrentHashMap 提供了更细粒度的线程安全控制。

全局锁 vs. 分段锁：ConcurrentHashMap 使用分段锁，因此只有在同一个段上的操作才会被锁住，不同段上的操作不会互相阻塞。这意味着不同的线程可以并发地操作不同的段，提高了并发性能。
方法级别的锁 vs. 内部锁：Hashtable 使用方法级别的锁，即在每个公共方法上都加锁。这导致在任何时刻只有一个线程能够执行操作，其他线程必须等待。这种方式在高并发环境下可能会导致性能问题。

因此，区别四是：ConcurrentHashMap 使用了更细粒度的线程安全控制，而 Hashtable 使用方法级别的锁，性能较差。

总结

在本文中，我们详细讨论了 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 之间的区别。总结一下：

ConcurrentHashMap 在性能、迭代器和性能调优方面都优于 Hashtable。
ConcurrentHashMap 使用分段锁，允许更高的并发性能，而 Hashtable 使用全局锁，性能较差。
ConcurrentHashMap 提供了弱一致性的迭代方式，允许在遍历时容器内容被修改，而 Hashtable 不支持。
ConcurrentHashMap 提供了性能调优的选项，可以根据应用需求进行配置，而 Hashtable 的参数是固定的。
ConcurrentHashMap 使用更细粒度的线程安全控制，允许不同线程并发地操作不同段，性能更好，而 Hashtable 使用方法级别的锁，性能较差。

希望本文对大家理解 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别有所帮助。在实际应用中，根据需求来选择适当的容器类非常重要。如果你的应用需要高并发性能和更多的灵活性，那么 ConcurrentHashMap 显然是更好的选择。如果你的应用对并发性能要求不高，或者你需要较老的 Java 版本支持，那么 Hashtable 也是一个可选的方案。