HashMap 和 Hashtable 的区别?
- 线程是否安全:
HashMap
是非线程安全的,Hashtable
是线程安全的,因为Hashtable
内部的方法基本都经过synchronized
修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用ConcurrentHashMap
吧!); - 效率: 因为线程安全的问题,
HashMap
要比Hashtable
效率高一点。另外,Hashtable
基本被淘汰,不要在代码中使用它; - 对 Null key 和 Null value 的支持:
HashMap
可以存储 null 的 key 和 value,但 null 作为键只能有一个,null 作为值可以有多个;Hashtable 不允许有 null 键和 null 值,否则会抛出NullPointerException
。 - 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 : ① 创建时如果不指定容量初始值,
Hashtable
默认的初始大小为 11,之后每次扩充,容量变为原来的 2n+1。HashMap
默认的初始化大小为 16。之后每次扩充,容量变为原来的 2 倍。② 创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而HashMap
会将其扩充为 2 的幂次方大小。也就是说HashMap
总是使用 2 的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是 2 的幂次方。 - 底层数据结构: JDK1.8 以后的
HashMap
在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。
HashMap 和 HashSet 区别?
HashSet
底层就是基于 HashMap
实现的。
HashMap | HashSet |
---|---|
实现了 Map 接口 | 实现 Set 接口 |
存储键值对 | 仅存储对象 |
调用 put() 向 map 中添加元素 | 调用 add() 方法向 Set 中添加元素 |
HashMap 使用键(Key)计算 hashcode | HashSet 使用成员对象来计算 hashcode 值,对于两个对象来说 hashcode 可能相同,所以equals() 方法用来判断对象的相等性 |
HashMap 和 TreeMap 区别?
TreeMap
和HashMap
都继承自AbstractMap
,但是需要注意的是TreeMap
它还实现了NavigableMap
接口和SortedMap
接口。
实现 NavigableMap
接口让 TreeMap
有了对集合内元素的搜索的能力。
实现SortedMap
接口让 TreeMap
有了对集合中的元素根据键排序的能力。默认是按 key 的升序排序,不过我们也可以指定排序的比较器。
说说HashMap 的底层实现?
JDK1.8 之前 HashMap
底层是 数组和链表 结合在一起使用也就是 链表散列。HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。
所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。
JDK1.8 之后相比于之前的版本, JDK1.8 之后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。
TreeMap、TreeSet 以及 JDK1.8 之后的 HashMap 底层都用到了红黑树。红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。
-
loadFactor 加载因子
loadFactor 加载因子是控制数组存放数据的疏密程度,loadFactor 越趋近于 1,那么数组中存放的数据(entry)也就越多,也就越密,也就是会让链表的长度增加,loadFactor 越小,也就是趋近于 0,数组中存放的数据(entry)也就越少,也就越稀疏。
loadFactor 太大导致查找元素效率低,太小导致数组的利用率低,存放的数据会很分散。loadFactor 的默认值为 0.75f 是官方给出的一个比较好的临界值。
给定的默认容量为 16,负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据,当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容,而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作,所以非常消耗性能。
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put方法
HashMap 只提供了 put 用于添加元素,putVal 方法只是给 put 方法调用的一个方法,并没有提供给用户使用。
对 putVal 方法添加元素的分析如下:
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如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。
-
如果定位到的数组位置有元素就和要插入的 key 比较,如果 key 相同就直接覆盖,如果 key 不相同,就判断 p 是否是一个树节点,如果是就调用
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value)
将元素添加进入。如果不是就遍历链表插入(插入的是链表尾部)。
我们再来对比一下 JDK1.7 put 方法的代码
对于 put 方法的分析如下:
- ① 如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。
- ② 如果定位到的数组位置有元素,遍历以这个元素为头结点的链表,依次和插入的 key 比较,如果 key 相同就直接覆盖,不同就采用头插法插入元素