Java Hashtable类源码解析

---

首先从最上方的注释中可以看到Hashtable自JDK1.0版本就有了，而HashMap是JDK1.2才加入的。观察一下类的声明，我们可以看到他们继承的类也是不同的，Hashtable继承的是Dictionary, Dictionary这个类从注释上写着已经是obsolete被废弃了，所以连带Hashtable也基本不用了 。 Hashtable 也有元素个数，数组大小，负载因子这些属性，不用元素个数用的是 count 不是 size 。也是使用链表法来解决冲突。

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

构造函数可以看出默认大小是 11，同时初始大小给定多少初始数组就多大，不会做扩展到2的指数次幂这样的操作。 threshold=initialCapacity*loadFactor 这点和 HashMap 相同。

 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() { this(11, 0.75f); }

contains 这个方法是从表尾开始向前搜索的，同时也没有使用 ==来比较

 public synchronized boolean contains(Object value) { if (value == null) { throw new NullPointerException(); } Entry<?,?> tab[] = table; for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) { for (Entry<?,?> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) { if (e.value.equals(value)) { return true; } } } return false; }

从 containsKey 可以看出， Hashtable的index计算逻辑是使用key.hashCode()的后31位然后除以tab.length 取余数。 HashMap 的那种按位与的操作仅当操作数低位全是 1 时才等价为取余操作，也就是 2 的指数次幂 -1 才可成立，这样做计算速度比除法快很多，不过冲突数量会增加，所以加入了一些打散的设计比如hashCode高位与低位异或。

 public synchronized boolean containsKey(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 true; } } return false; }

 扩展方法rehash的 扩大方式是旧数组大小*2+1 ，而HashMap是*2，要重新计算每一个的index所以效率低，同时冲突时将 后面的元素插入到前面元素的前一位 ，所以会改变顺序 

 protected void rehash() { int oldCapacity = table.length; Entry<?,?>[] oldMap = table; // overflow-conscious code int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1;//新大小=旧大小*2+1 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) { if (oldCapacity == MAX_ARRAY_SIZE) // Keep running with MAX_ARRAY_SIZE buckets return; newCapacity = MAX_ARRAY_SIZE; } Entry<?,?>[] newMap = new Entry<?,?>[newCapacity];//创建一个新的数组 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;//重新计算每一个元素的index e.next = (Entry<K,V>)newMap[index];//前后元素有冲突时，后面的元素插入到前面元素的前面 newMap[index] = e; } } }

对于插入结点同样要先检查是否存在key值相同的点，存在则不插入，然后检查是否需要扩展数组，插入时如果发生冲突，也是将要 插入的元素放在链表的首位 ，而putVal方法是放入尾部的。同时，可以看到Hashtable是 不支持null作为key或value值的

 public synchronized V put(K key, V value) { // Make sure the value is not null if (value == null) {//value为null直接报错 throw new NullPointerException(); } // Makes sure the key is not already in the hashtable. Entry<?,?> tab[] = table; int hash = key.hashCode();//若key为null这里会报错 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; @SuppressWarnings("unchecked") Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index]; for(; entry != null ; entry = entry.next) { if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) { V old = entry.value; entry.value = value; return old; } } addEntry(hash, key, value, index); return null; } private void addEntry(int hash, K key, V value, int index) { modCount++; Entry<?,?> tab[] = table; if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; hash = key.hashCode(); index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } // Creates the new entry. @SuppressWarnings("unchecked") Entry<K,V> e = (Entry<K,V>) tab[index]; tab[index] = new Entry<>(hash, key, value, e); count++; }

Hashtable的 hashcode方法计算所有entry的hash值总和

public synchronized int hashCode() { int h = 0; if (count == 0 || loadFactor < 0) return h; // Returns zero loadFactor = -loadFactor; // Mark hashCode computation in progress Entry<?,?>[] tab = table; for (Entry<?,?> entry : tab) { while (entry != null) { h += entry.hashCode(); entry = entry.next; } } loadFactor = -loadFactor; // Mark hashCode computation complete return h; }

elements 这个方法是Hashtable多出来的， 返回所有value值的枚举

 public synchronized Enumeration<V> elements() { return this.<V>getEnumeration(VALUES); }

我们可以注意到，Hashtable的 方法都加上了synchronized，他们是线程安全的，但是对于本身是线程安全的情况就会大幅度影响性能，JDK8开始引入modCount来作为fast-fail机制，防止其他线程的非synchronzied方法对Hashtable进行修改。