HashMap和HashTable区别

HashMap和Hashtable都是Java常见的基于哈希表实现的Map接口的实现类，它们都用于存储键值对映射关系。下面是它们的区别

1. 数据结构

HashMap和Hashtable都是基于哈希表实现的Map接口的实现类，但是它们采用的哈希算法和数据结构有所不同。

HashMap
HashMap底层采用数组+链表/红黑树的数据结构实现，当哈希冲突发生时，会使用链表或者红黑树来解决冲突。HashMap中有一个负载因子（load factor）的概念，默认情况下负载因子为0.75，如果容量和负载因子的乘积大于元素个数时，就需要进行扩容操作。扩容一般是将原来的HashMap数组翻倍，再重新计算哈希码，将元素插入到新的数组中。

Hashtable
Hashtable底层也采用数组+链表的数据结构进行实现，当哈希冲突发生时，使用链表来解决冲突。与HashMap不同的是，Hashtable在JDK 8及以前没有使用红黑树解决哈希冲突，这导致了其效率相对较低。初始容量为11，负载因子为0.75，每次扩容时容量翻倍再加1。HashTable容量可以为任意整数，最小为1。

2. 线程安全性

线程安全性指在多线程环境下，数据的并发访问是否会产生问题。HashMap和Hashtable在线程安全性上有所不同。

HashMap
HashMap不是线程安全的类，即多个线程同时操作HashMap可能导致出现错误的结果或者抛出ConcurrentModificationException异常。但是，可以通过Collections的synchronizedMap方法来使HashMap变成线程安全的类。下面是一个使用synchronizedMap方法实现的线程安全的HashMap示例代码：
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Map<String, String> map = new HashMap<>();
Map<String, String> syncMap = Collections.synchronizedMap(map);

Hashtable

Hashtable是线程安全的类，即多个线程同时操作Hashtable中的元素也不会产生错误的结果或者抛出ConcurrentModificationException异常。

3. null值和null键

null值和null键是Java中非常常见的情况，HashMap和Hashtable在处理null值和null键上也有所不同。

HashMap
HashMap中可以存储null值和null键，但是要注意，当使用null作为键时，由于无法调用null的hashCode()方法，因此只能将其放在哈希表的第一个位置，它们是无序的。对于null值，因为可以使用null调用equals()方法，所以可以用作值。

Hashtable
Hashtable不允许存储null值和null键，否则将会抛出NullPointerException异常。

4. 性能比较

HashMap和Hashtable在性能上也有所不同，下面我们来具体分析一下。

HashMap
由于HashMap采用链表和红黑树的数据结构，可以更好地处理哈希冲突，因此HashMap的查找、插入和删除操作都是常数时间O(1)，它的性能相对于Hashtable更高

Hashtable
Hashtable没有使用红黑树解决哈希冲突，而且所有方法都加了同步锁，相对于HashMap而言，Hashtable的效率比较低。另外，由于Hashtable不支持null键和null值，因此对其进行操作时要额外小心。Hashtable的查找、插入和删除操作平均时间复杂度为O(1)，但是在极端情况下，因为哈希冲突的原因，可能会退化到O(n)。

5. 应用场景

根据上述的区别和特点，我们可以得出以下建议：

• 如果线程安全的Map集合，并且不需要存储null键或null值，可以选择Hashtable；
• 如果需要高效、非线程安全的Map集合，并且需要存储null键或null值，可以选择HashMap；
• 如果需要高效、线程安全的Map集合，可以选择使用ConcurrentHashMap。

6. 代码示例

下面是对HashMap和Hashtable的基本操作示例代码：

HashMap

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("apple", "red");
map.put("banana", "yellow");
map.put("orange", "orange");
 
String value = map.get("apple");
System.out.println(value); // 输出 red
 
map.remove("banana");
System.out.println(map); // 输出 {orange=orange, apple=red}
 
map.put(null, "nullvalue"); // 存储 null 值
System.out.println(map); // 输出 {null=nullvalue, orange=orange, apple=red}
 
map.put("nullkey", null); // 存储 null 键
System.out.println(map); // 输出 {null=nullvalue, orange=orange, apple=red, nullkey=null}
 

Hashtable

Hashtable<String, String> table = new Hashtable<>();
table.put("apple", "red");
table.put("banana", "yellow");
table.put("orange", "orange");
 
String value = table.get("apple");
System.out.println(value); // 输出 red
 
table.remove("banana");
System.out.println(table); // 输出 {orange=orange, apple=red}
 
// 存储 null 值，抛出 NullPointerException 异常
// table.put(null, "nullvalue");
// System.out.println(table);
 
// 存储 null 键，抛出 NullPointerException 异常
// table.put("nullkey", null);
// System.out.println(table);