概要
HashTable也是散列表的一种实现，我们在上一篇解析了HashMap,在这里我们与HashMap做个对比，让你能清晰的了解两者的区别:
| 散列表 | 实现方式 | 数据安全 | 数据安全实现方式 | key\value是否可为Null |
|---|---|---|---|---|
| HashMap | 数组+单向链表+红黑树 | 不安全 | 无 | 可为Null |
| HashTable | 数组+单向链表 | 安全 | Synchronized | 不可为 Null |
HashTable
1.继承关系
public class Hashtable<K,V>
extends Dictionary<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable
2.常量&构造方法
/**
* The hash table data.
*/
private transient HashtableEntry<?,?>[] table;
//HashTable条目数总量
private transient int count;
//下次扩容量
private int threshold;
//负载因子
private float loadFactor;
//修改次数
private transient int modCount = 0;
//默认的构造函数
public Hashtable() {
this(11, 0.75f);
}
//指定容量大小
public Hashtable(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0.75f);
}
//指定容量大小和负载因子大小
public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
//指定的容量大小不可以小于0,否则将抛出IllegalArgumentException异常
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
////指定的负载因子不可以小于0或为Null，若判定成立则抛出IllegalArgumentException异常
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);
//若指定的容量大小为0,则赋为1 即容量初始大小最小为 1
if (initialCapacity==0)
initialCapacity = 1;
this.loadFactor = loadFactor;
//声明table实例
table = new HashtableEntry<?,?>[initialCapacity];
//下次扩容量长度
threshold = (int)Math.min(initialCapacity, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
}
//传入一个Map集合,将Map集合中元素Map.Entry全部添加进HashTable实例中
public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) {
this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);
putAll(t);
}
3.HashtableEntry单向链表的实现
private static class HashtableEntry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
// END Android-changed: Renamed Entry -> HashtableEntry.
final int hash;
final K key;
V value;
HashtableEntry<K,V> next;
//构造函数
protected HashtableEntry(int hash, K key, V value, HashtableEntry<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
protected Object clone() {
return new HashtableEntry<>(hash, key, value,
(next==null ? null : (HashtableEntry<K,V>) next.clone()));
}
// Map.Entry Ops
//获取key
public K getKey() {
return key;
}
//获取value
public V getValue() {
return value;
}
//设置value
public V setValue(V value) {
if (value == null)
throw new NullPointerException();
V oldValue = this.value;
this.value = value;
return oldValue;
}
//equals对比
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
return (key==null ? e.getKey()==null : key.equals(e.getKey())) &&
(value==null ? e.getValue()==null : value.equals(e.getValue()));
}
//获取hash值
public int hashCode() {
return hash ^ Objects.hashCode(value);
}
public String toString() {
return key.toString()+"="+value.toString();
}
}
4.Hashtable put函数源码实现
//这里使用Synchronized锁方法的方式来保证put方法的在多线程下的数据安全
public synchronized V put(K key, V value) {
// 确定value值不可为null
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
// 确定key已经在table中存在
HashtableEntry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
@SuppressWarnings("unchecked")
HashtableEntry<K,V> entry = (HashtableEntry<K,V>)tab[index];
//通过for循环,查找符合条件的key，赋予新的Value
for(; entry != null ; entry = entry.next) {
if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
V old = entry.value;
entry.value = value;
return old;
}
}
//添加新的Entry
addEntry(hash, key, value, index);
return null;
}
private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) {
//修改次数+1
modCount++;
HashtableEntry<?,?> tab[] = table;
//如果HashTable的子条目大小 大于 下次扩容大小
if (count >= threshold) {
// 如果超过阈值，则重新组织HashTable 即对HashTable进行扩容
rehash();
tab = table;
hash = key.hashCode();
index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
}
// Creates the new entry.
@SuppressWarnings("unchecked")
//将tab中索引位置下的Entry赋予 e
HashtableEntry<K,V> e = (HashtableEntry<K,V>) tab[index];
//创建新的HashtableEntry赋予tab中索引位置
tab[index] = new HashtableEntry<>(hash, key, value, e);
//table的条目树+1
count++;
}
梳理以下HashTable.put函数的执行过程
- 1.确定value值不可为null
- 2.若key已经在table中存在，通过for循环,查找符合条件的key，赋予新的Value 返回 旧值
- 3.若不存在则进行新增操作;
- 3.1 修改次数+1，判断HashTable是否需要扩容
- 3.2 获取tab索引下的Entry 赋给 e
- 3.3 创建一个HashTableEntry赋给tab指定索引位置
- 3.4 tab的条目数 +1
5.Hashtable get函数源码实现
//这里使用Synchronized 锁方法的方式来保证get函数在多线程下的数据安全
public synchronized V get(Object key) {
HashtableEntry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
//通过for循环来查找如何条件的value
for (HashtableEntry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return (V)e.value;
}
}
return null;
}
6.Hashtable rehash函数源码实现
protected void rehash() {
int oldCapacity = table.length;
HashtableEntry<?,?>[] oldMap = table;
// 旧表长度 二进制左移1位+1 当作新表的长度
int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) {
if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE)
// Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets
return;
newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE;
}
HashtableEntry<?,?>[] newMap = new HashtableEntry<?,?>[newCapacity];
//修改次数+1
modCount++;
//记录下次扩容量
threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
//将新表赋予当前操作表
table = newMap;
//通过for循环将旧表数据赋予新表中
for (int i = oldCapacity ; i-- > 0 ;) {
//通过for循环遍历老表索引下的节点数据,赋予新表中
for (HashtableEntry<K,V> old = (HashtableEntry<K,V>)oldMap[i] ; old != null ; ) {
HashtableEntry<K,V> e = old;
//将老表的下一个节点重新赋给old
old = old.next;
int index = (e.hash & 0x7FFFFFFF) % newCapacity;
e.next = (HashtableEntry<K,V>)newMap[index];
//赋予新表的指定索引位置
newMap[index] = e;
}
}
}
结束分析
- 通过上面的分析我们可以清楚地知道,HashTable的put函数和get函数在多线程下可以保证数据安全,实现方式都是使用Synchronized 同步锁 锁方法的方式实现的,而相对于HashMap是没有采取任何方式保证数据安全,所以HashMap在多线程下无法保证数据安全.
- 也同样由于HashTable采用Synchronized同步锁 锁方法方式 锁住了整个table保证数据安全,在多线程竞争激烈的情况下效率非常低;因为线程访问同步时,其他线程访问HashTable的同步方法时可能会进入阻塞或轮询状态.
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