容器源码分析之HashTable(八)

1.HashTable的类声明

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

继承的是Dictionary类，实现了Map、Cloneable、Serializable。

注意：这也是Hashtable和HashMap第一个不同的地方，HashMap实现的是AbstractMap类。

2. HashTable的成员变量

1）private transient Entry< ?,? >[] table;//用来实现Hashtable所借助的数组,默认大小为11。

注意：这是Hashtable与HashMap第二个不同的地方，Hashtable的默认容量大小为11，HashMap的默认容量大小为16且扩容的大小必须一直是2的幂次方。

2)、private transient int count;//用来记录table数组中存储元素的个数

3）、private int threshold;//扩容的门限，即如果数组table中存储的元素个数大于threshold，则扩大数组table的大小

4）、private float loadFactor;//加载因子，默认值为0.75f,扩容门线threshold的值等于loadFactor与数组table的容量的乘积.

3. HashTable的构造方法

    /**我们获得的hashtable对象，无论有参数，无参数的 最终都调用的这个构造*initialCapacity为初始容量,默认大小为 11*loadFactor为加载因子，默认大小为0.75f，好比是你的内容超过了 总长度了75%,就会自动扩容 */public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {if (initialCapacity < 0)throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);if (initialCapacity==0)initialCapacity = 1;this.loadFactor = loadFactor;table = new Entry<?,?>[initialCapacity];//扩容门限threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
}

4.HashMap的重要方法

1.put方法

put方法存储数据的思想如下：首先根据拿到key的hashcode，然后根据hashCode找到此元素即将要存储的位置index.如果位置index已经有元素链表了，则在此链表中，寻找是否有key已经存在了，如果存在，则更新value值，如果不存在，则将此value存储在index位置上。

从源码中可以看到，put方法首先检查value是否为null，如果为空，则抛异常。
注意：这也是Hashtable与HashMap的另一个不同点，在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。

另一个区别，在Hashtable中所有的方法都是用synchronized关键字进行了同步，而HashMap中的方法在缺省情况下是非同步的。在多线程并发的环境下，可以直接使用Hashtable，但是要使用HashMap的话就要自己增加同步处理了。

还有区别就是HashMap的teble有可能是treenode结构有可能是列表，而HashTable都是对象列表，所以HashTable处理的相对简单。

public synchronized V put(K key, V value) {// Make sure the value is not nullif (value == null) {throw new NullPointerException();}// Makes sure the key is not already in the hashtable.Entry<?,?> tab[] = table;int hash = key.hashCode();int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;@SuppressWarnings("unchecked")Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];//如果数组table中有值，则检查下是否有此key，如果有，则更新valuefor(; entry != null ; entry = entry.next) {if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {V old = entry.value;entry.value = value;return old;}}//如果没有此key，则添加此节点addEntry(hash, key, value, index);return null;}

addEntry方法

思想如下：首先检查下数组table存储的元素个数是否大于扩容门限threshold.如果大于，则扩容，扩容之后，重新获取key的hashcode，并根据hashcode重新计算要存储的位置index.最后将要存储的数据存储到table[index]中。这里要注意的一点是，如果table[index]中已经有其它元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。

   private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {modCount++;Entry<?,?> tab[] = table;//检查数组table中存储的数据个数>=门限，如果大于等于，则对数组进行扩容if (count >= threshold) {// Rehash the table if the threshold is exceededrehash();//扩容之后，对key的hashcode、以及即将要存储的位置index重新进行更新tab = table;hash = key.hashCode();index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;}// Creates the new entry.@SuppressWarnings("unchecked")//获取table数组在index的元素，如果非空，则新节点放在这个节点的前面，成为新的链表头Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index];tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e);count++;}

2、refresh方法

rehash方法的实现思想如下：首先对原来的长度乘以2+1就为即将扩容的长度。然后新建一个newCapacity的数组，将原来的table数组的元素拷贝到新的数组中去即可。

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;@SuppressWarnings("unchecked")protected void rehash() {int oldCapacity = table.length;Entry<?,?>[] oldMap = table;// overflow-conscious codeint newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)// Keep running with MAX_ARRAY_SIZE bucketsreturn;newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;}Entry<?,?>[] newMap = new Entry<?,?>[newCapacity];modCount++;threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);table = newMap;for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {for (Entry<K,V> old = (Entry<K,V>)oldMap[i] ; old != null ; ) {Entry<K,V> e = old;old = old.next;int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;e.next = (Entry<K,V>)newMap[index];newMap[index] = e;}}}

3、get方法

get方法的思想也比较简单，如下：首先获取key的hashcode，然后根据hashcode得到存储位置index，最后在table[index]取出元素即可，不过要注意的是，这里可能存储了多个元素构成了一个链表，因此要进行一个key和hash的判断。

  @SuppressWarnings("unchecked")public synchronized V get(Object key) {Entry<?,?> tab[] = table;int hash = key.hashCode();int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {return (V)e.value;}}return null;}

HashMap和Hashtable的几点区别

1、继承类不一样

HashMap继承的是AbstractMap，Hashtable继承的是Dictionary。实现的接口一致(Map、Cloneable和Serializable)

2、初始容量不一样

HashMap默认容量为16，且容量只能是2的幂次方；Hashtable默认容量为11，容量并没有2的幂次方的限制，增加的方式是 oldCap*2+1。

3、HashMap是线程不安全的，Hashtable是线程安全的

默认情况下，HashMap类中的方法并没有进行同步，而Hashtable中的方法均使用synchronized进行了同步。因此，在多线程并发时，Hashtable可以直接使用，HashMap需要我们加入额外的同步操作。

4、使用的hashcode不一样

Hashtable是直接使用的key的hashcode(key.hashcode())。而HashMap的key的hashcode是另外计算的。hashMap 独立了hash算法，并且算法是通过key value 多次算出来的，减少了重复性

5、HashMap允许有一个key为null，多个value为null。而Hashtable不允许key和value为null。

6、HashMap和Hashtable内部遍历方式的实现不一样

Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由于历史原因，Hashtable还使用了Enumeration的方式。