JDK源码分析(10)之 Hashtable 相关

本文的目的并不是让你对Hashtable更加了解,然后灵活运用;因为Hashtable的一个历史遗留的类,目前并不建议使用,所以本文主要和HashMap对比,感受同样功能的不同实现,知道什么是好的代码;所以在阅读本文之前最好先了解一下 HashMap,可以参考 HashMap 相关;

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

hashtable

可以看到它和HashMap虽然都是哈希表,但是结构完全不一样,他是继承于Dictionary;

/** * Maps the specified <code>key</code> to the specified * <code>value</code> in this dictionary. Neither the key nor the * value can be <code>null</code>. */ abstract public V put(K key, V value); abstract public Enumeration<K> keys(); abstract public Enumeration<V> elements(); public interface Enumeration<E> { boolean hasMoreElements(); E nextElement(); }

同AbstractMap相比功能结构基本一样,但是有两点很重要的区别:

Hashtable要求 key 和 value,都不能为 null,也就意味着这每次 put 元素的时候都需要判空,真是想想都好痛苦;

另外 keys 和 elements 返回的居然是 Enumeration,这也是一个比较古老的接口,用于枚举(一次获得一个)对象集合中的元素;但是目前大多已经被Iterator给取代了;

二、构造方法和成员变量 private transient Entry<?,?>[] table; // 哈希槽 private int threshold; // 阈值 private float loadFactor; // 负载系数

以上三个应该就是 Map 中最重要的成员变量了,阈值和负载系数控制扩容时机,同HashMap的作用是一样的,哈希槽也是一样的,但是注意Entry<?,?>[]这里用的居然是通配符,而不是K V,也就意味着在取 entry 的时候,还需要强转类型,这也是非常神奇的地方;

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]; threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1); } public Hashtable(int initialCapacity) { this(initialCapacity, 0.75f); } public Hashtable() { this(11, 0.75f); } public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) { this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f); putAll(t); }

如代码所示四个构造函数,主要就是为了初始化以上三个成员变量,但是注意table的容量;熟悉HashMap的肯定知道,HashMap的容量要求是2的幂,目的是为了使用hash % length = hash & (length-1),优化哈希槽的定位;但是如上面代码所示Hashtable的容量却不是,初始容量默认11,扩容是2倍加1;这样做的优缺点有什么呢:

缺点,不能利用“与”来优化哈希槽定位;

优点,减小了哈希冲突的几率(hashmap 的容量虽然是偶数,但是对哈希做了高位与低位,以及红黑树,使得即使hash冲突十分严重,性能也能得以保证),详情可以参考 为什么一般hashtable的桶数会取一个素数;

三、重要方法 1. 哈希槽定位 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

哈希表中最重要的方法肯定是哈希槽定位,如上面的原因Hashtable寻址的时候并不能做优化,所以只是用的典型除留余数法,(hash & 0x7FFFFFFF)则是为了保证第一位符号位是0,也就是正数,保证最终的余数是正数;

2. get 方法 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; }

注意Hashtable的所有方法都是synchronized修饰的,所以Hashtable是线程安全的容器;
代码很简单,就是得到哈希,计算哈希桶,再一次遍历链表;但是需要注意:

int hash = key.hashCode();,这里是直接取的 key 的 hashCode,所以这里不能避免极端哈希的情况;

另外就是不能使用可变 key (所有容器都不能使用可变 key),例如:

private static class A { String name; public A(String name) {this.name = name;} @Override public boolean equals(Object o) { ... } @Override public int hashCode() { ... } } private static void test01() { Map<A, String> map = new Hashtable<>(); A a1 = new A("a"); A a2 = new A("a"); map.put(a1, "a"); map.put(a2, "a"); System.out.println(map.get(a1)); a1.name = "b"; System.out.println(map.get(a1)); }

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