Hashtable、HashMap 与 HashTable区别、HashMap、Hashtable和TreeMap、 LinkedHashMap

目录

Hashtable的函数都是同步的 

 HashMap 与 HashTable区别

 HashMap、Hashtable和TreeMap

 LinkedHashMap

  特殊新增的构造器

TreeMap

 常用方法 

特殊方法 

总结

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线程安全的，不允许null的键或值；是线程安全的但是Hashtable线程安全的策略实现代价却太大了，简单粗暴，get/put所有相关操作都是synchronized的，这相当于给整个哈希表加了一把大锁。多线程访问时候，只要有一个线程访问或操作该对象，那其他线程只能阻塞，相当于将所有的操作串行化，在竞争激烈的并发场景中性能就会非常差

HashMap允许键和值为null，只是key只能有一个null，值允许null多个由于线程安全，则在非多线程环境下不建议使用

类定义

@since 1.0public class Hashtable<K,V>extends Dictionary<K,V>implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

Hashtable是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。通过"拉链法"实现的哈希表

Hashtable继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口 

 属性

private transient Entry<?,?>[] table;  是用于存储单向链表的数组内部类Entry
private static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
private transient int count;集合中存储的元素个数
private int threshold;对应存储扩容的阈值  (int)(capacity * loadFactor)
private float loadFactor;负载因子值，一般建议（0,1）
private transient int modCount = 0;修改次数

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；在hashmap中允许key和value为null,只是key只能有一个null，如果出现冲突后盖前;如果使用null的key和value则会出现一个运行时异常NullPonterException

 HashMap 与 HashTable区别

1. 线程安全：HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的；HashTable内部的方法基本都经过synchronized修饰。（如果要保证线程安全的话就使用ConcurrentHashMap）
2. 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
3. 对Null key和Null value的支持：HashMap中null可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为null。但是在HashTable中put进的键值只要有一个null，直接抛
NullPointerException

4. 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ：
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。
创建时如果给定了容量初始值，那么Hashtable会直接使用给定的大小，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。
5. 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8）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。
6. 推荐使用：在Hashtable的类注释可以看到，Hashtable是保留类不建议使用，推荐在单线程环境下使用HashMap替代，如果需要多线程使用则用ConcurrentHashMap替代

 HashMap、Hashtable和TreeMap

 1、元素特性：Hashtable中key和value都不能为null，HashMap中key和value都可以使用null，TreeMap中当未实现Comparator接口时，key不可以未null；当实现Comparable接口时若未对null情况进行判断，则key不可以未null
2、顺序特性：Hashtable和HashMap具有无序特性，TreeMap时利用红黑树来实现的，
 默认升序排序
3、初始化与增长方式：Hashtable默认容量为11，且不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂；HashMap默认容量16，要求容量一定是2的整数次幂。扩容时Hashtable将容量变为原来的2倍加1，HashMap扩容将容量变为2倍
4、线程安全：hashtable是同步的，在多线程环境下效率表现非常低下，新版本中不推荐使用。hashmap不支持多线程同步，多线程会出现扩容时rehash时死循环、脏读丢失数据和size不精确的问题。如果需要同步可以使用Collections.synchronizedMap方法或者ConcurrentHashMap类。ConcurrentHashMap不仅能保证了多线程运行环境下的数据访问安全性，而且性能上也有提升

HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap别忘记了key需要实现Comparable接口或者创建TreeMap时需要指定实现Comparator接口的比较器HashMap通常比TreeMap效率要高一些，一个是哈希表，一个是二叉树，建议多使用HashMap、在需要排序的Map时候才用TreeMap 

public class TestHashMapAndTreeMap {public static void main(String[] args) {System.out.println(Integer.valueOf("82").hashCode());Object h = Integer.valueOf("82");int kk = h.hashCode();System.out.println(kk >>> 16);kk = kk ^ (kk >>> 16);System.out.println(kk); // 0和任何值进行异或计算就是数据本身System.out.println(82 % 16);Random r = new Random();Map<Integer, String> map = new HashMap<>();for (int i = 0; i < 10; i++) {map.put(r.nextInt(100), "name_" + i);}map = new TreeMap(map);System.out.println(map);}
}

 LinkedHashMap

 LinkedHashMap此实现与 HashMap 的不同之处在于，后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。存储的数据是有序的【添加顺序】

public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>//内部类static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {Entry<K,V> before, after;Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {super(hash, key, value, next);}}

 HashMap是无序的，当我们希望有顺序地去存储key-value时，就需要使用LinkedHashMap了

 Map<Integer,String> map=new LinkedHashMap<Integer,String>();Random r=new Random();for(int i=0;i<10;i++) map.put(r.nextInt(100), i+"-value");System.out.println(map);	//实际上是调用map.entrySet对数据进行遍历，生成String

  特殊新增的构造器

 new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true) LinkedHashMap存储数据是有序的（默认false，其中使用before/after记录了插入顺序）
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) {super(initialCapacity, loadFactor);this.accessOrder = accessOrder;
}

accessOrder涉及到LinkedHashMap存储的顺序，具体的存储顺序分为两种：插入顺序(false)和
访问顺序（true调用get方法会导致位置的移动）。accessOrder设为false表示插入顺序存储的，
这也是默认值，表示LinkedHashMap中存储的顺序是按照调用put方法插入的顺序进行排序的。

设置采用访问顺序如果一个key被访问过了的元素则自动添加到默认位置的末尾。如果不进行访问操作，则为插入顺序一致

Map<Integer,String> map=new LinkedHashMap<>(10,0.75f,true);
Random r=new Random();
map.put(111,"value");
for(int i=0;i<10;i++) map.put(r.nextInt(100), i+"value");
map.get(111);

TreeMap

TreeMap是一个有序的key-value集合，它是通过红黑树实现的。该映射根据其键的自然顺序进行排序[Comparable或者Comparator]或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法底层实现和hash表无关

类定义
    public class TreeMap<K,V>
        extends AbstractMap<K,V>
        implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable
        
        TreeMap 继承于AbstractMap，所以它是一个Map，即一个key-value集合。
        
        TreeMap 实现了NavigableMap接口，意味着它支持一系列的导航方法。比如返回有序的key集合。
        
        TreeMap 实现了Cloneable接口，意味着它能被克隆。
        
        TreeMap 实现了java.io.Serializable接口，意味着它支持序列化

 

//属性：private final Comparator<? super K> comparator;  //自定义针对key的比较器private transient Entry<K,V> root;// 红黑树的根节点//	节点定义类static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {K key;  //对应的keyV value;  //对应存储的valueEntry<K,V> left;  //左子树Entry<K,V> right;// 右子树boolean color = BLACK; //颜色值Entry<K,V> parent;//为了方便编程引入的当前节点的父节点//颜色值的定义private static final boolean RED   = false;private static final boolean BLACK = true;private transient int size = 0;//节点个数private transient int modCount = 0;//修改次数

   //  构造器public TreeMap() {comparator = null;}public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {this.comparator = comparator;  //可以在创建TreeMap对象时指定所使用的key比较器}

 常用方法 

put(K key, V value)用于添加一个Entry（结点，包括key和value）到TreeMap对象，
        key为与指定值将要关联的键，value为使用指定键关联的值。如果key对应的值已经存在，则将key对应的值修改为value
V get(Object key)方法用于获取指定key的value，key为与value相关联的键

特殊方法 

firstEntry() 返回Map中最小的key
higherEntry(Object key ) 返回该Map中位于key后一位的key-value
lowerEntry(Object key ) 返回该Map中唯一key前一位的key-value
tailMap(Object key , boolean inclusive) 返回该Map的子Map

总结

LinkedHashMap是继承于HashMap，是基于HashMap和双向链表来实现的。
HashMap无序；LinkedHashMap有序，可分为插入顺序和访问顺序两种。如果是访问顺序那put和get操作已存在的Entry时，都会把Entry移动到双向链表的表尾(其实是先删除再插入)
LinkedHashMap存取数据还是跟HashMap一样使用的Entry[]的方式，双向链表只是为了保证顺序
LinkedHashMap是线程不安全的