对比 Hashtable、HashMap、TreeMap 有什么不同？

典型回答

Hashtable、HashMap、TreeMap 都是最常见的⼀些 Map 实现，是以键值对的形式存储和操作数据的容器类型。
Hashtable 是早期 Java 类库提供的⼀个哈希表实现，本身是同步的，不支持 null 键和值，由于同步导致的性能开销，所以已经很少被推荐使用。
HashMap 是应用更加广泛的哈希表实现，行为上大致上与 HashTable 一致，主要区别在于 HashMap 不是同步的，支持 null 键和值等。
TreeMap 则是基于红黑树的⼀种提供顺序访问的 Map，和 HashMap 不同，它的 get、put、remove 之类操作都是 O（log(n)）的时间复杂度，具体顺序可以由指定的 Comparator 来决定，或者根据键的自然顺序来判断。

考点分析

面试官钟爱考察 HashMap 的设计和实现细节：
- 理解 Map 相关类似整体结构，尤其是有序数据结构的⼀些要点。
- 从源码去分析 HashMap 的设计和实现要点，理解容量、负载因子等，为什么需要这些参数，如何影响 Map 的性能，实践中如何取舍等。
- 理解树化改造的相关原理和改进原因。

知识扩展

Map 整体结构
- Hashtable 比较特别，作为类似 Vector、Stack 的早期集合相关类型，它是扩展了 Dictionary 类的，类结构上与 HashMap 之类明显不同。
- HashMap 等其他 Map 实现则是都扩展了 AbstractMap，大部分使用 Map 的场景，通常就是放入、访问或者删除，而对顺序没有特别要求，HashMap 在这种情况下基本是最好的选择。
- HashMap 的性能表现非常依赖于哈希码的有效性，请务必掌握 hashCode 和 equals 的一些基本约定：
  - equals 相等，hashCode 一定要相等。
  - 重写了 hashCode 也要重写 equals。
  - hashCode 需要保持一致性，状态改变返回的哈希值仍然要一致。
  - equals 的对称、反射、传递等特性。
- LinkedHashMap 通常提供的是遍历顺序符合插入顺序，它的实现是通过为条目（键值对）维护一个双向链表。注意，通过特定构造函数，我们可以创建反映访问顺序的实例，所谓的 put、get、compute 等，都算作“访问”。
- 对于 TreeMap，它的整体顺序是由键的顺序关系决定的，通过 Comparator 或 Comparable（自然顺序）来决定。
HashMap 构造分析
- HashMap 内部的结构，它可以看作是数组和链表结合组成的复合结构，数组被分为⼀个个桶（bucket），通过哈希值决定了键值对在这个数组的寻址；
- 哈希值相同的键值对，则以链表形式存储，如果链表大小超过阈值（TREEIFY_THRESHOLD, 8），链表就会被改造为树形结构。
- 容量和负载系数决定了可用的桶的数量，空桶太多会浪费空间，如果使用的太满则会严重影响操作的性能。
- 在元素放置过程中，如果一个对象哈希冲突，都被放置到同一个桶里，则会形成一个链表，我们知道链表查询是线性的，会严重影响存取性能。