Hashtable和HashMap在Java面試中相當容易被問到，甚至成為了集合框架面試題中最常被考的問題，所以在參加任何Java面試之前，都不要忘了准備這一題。
我們先看2個類的定義
public class Hashtable extends Dictionary implements Map, Cloneable, <a href="http://lib.csdn.net/base/javase" class='replace_word' title="Java SE知識庫" target='_blank' style='color:#df3434; font-weight:bold;'>Java</a>.io.Serializable
public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable
可見Hashtable 繼承自 Dictiionary 而 HashMap繼承自AbstractMap
Hashtable的put方法如下
public synchronized V put(K key, V value) { //###### 注意這里1 // Make sure the value is not null if (value == null) { //###### 注意這里 2 throw new NullPointerException(); } // Makes sure the key is not already in the hashtable. Entry tab[] = table; int hash = key.hashCode(); //###### 注意這里 3 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; for (Entry e = tab[index]; e != null; e = e.next) { if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { V old = e.value; e.value = value; return old; } } modCount++; if (count >= threshold) { // Rehash the table if the threshold is exceeded rehash(); tab = table; index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; } // Creates the new entry. Entry e = tab[index]; tab[index] = new Entry(hash, key, value, e); count++; return null; }
注意1 方法是同步的
注意2 方法不允許value==null
注意3 方法調用了key的hashCode方法，如果key==null,會拋出空指針異常
HashMap的put方法如下
public V put(K key, V value) { //###### 注意這里 1 if (key == null) //###### 注意這里 2 return putForNullKey(value); int hash = hash(key.hashCode()); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); //###### 注意這里 return null; }
注意1 方法是非同步的
注意2 方法允許key==null
注意3 方法並沒有對value進行任何調用，所以允許為null
是否提供contains方法
HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsValue和containsKey，因為contains方法容易讓人引起誤解。
Hashtable則保留了contains，containsValue和containsKey三個方法，其中contains和containsValue功能相同。
我們看一下Hashtable的ContainsKey方法和ContainsValue的源碼：
public boolean containsValue(Object value) { return contains(value); }
// 判斷Hashtable是否包含“值(value)” public synchronized boolean contains(Object value) { //注意，Hashtable中的value不能是null， // 若是null的話，拋出異常! if (value == null) { throw new NullPointerException(); } // 從后向前遍歷table數組中的元素(Entry) // 對於每個Entry(單向鏈表)，逐個遍歷，判斷節點的值是否等於value Entry tab[] = table; for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) { for (Entry<K,V> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) { if (e.value.equals(value)) { return true; } } } return false; }
// 判斷Hashtable是否包含key public synchronized boolean containsKey(Object key) { Entry tab[] = table; /計算hash值，直接用key的hashCode代替 int hash = key.hashCode(); // 計算在數組中的索引值 int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; // 找到“key對應的Entry(鏈表)”，然后在鏈表中找出“哈希值”和“鍵值”與key都相等的元素 for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) { if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) { return true; } } return false; }
下面我們看一下HashMap的ContainsKey方法和ContainsValue的源碼：
// HashMap是否包含key public boolean containsKey(Object key) { return getEntry(key) != null; }
// 返回“鍵為key”的鍵值對 final Entry<K,V> getEntry(Object key) { // 獲取哈希值 // HashMap將“key為null”的元素存儲在table[0]位置，“key不為null”的則調用hash()計算哈希值 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode()); // 在“該hash值對應的鏈表”上查找“鍵值等於key”的元素 for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } return null; }
// 是否包含“值為value”的元素 public boolean containsValue(Object value) { // 若“value為null”，則調用containsNullValue()查找 if (value == null) return containsNullValue(); // 若“value不為null”，則查找HashMap中是否有值為value的節點。 Entry[] tab = table; for (int i = 0; i < tab.length ; i++) for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) if (value.equals(e.value)) return true; return false; }
通過上面源碼的比較，我們可以得到如下不同地方：key和value是否允許null值。
其中key和value都是對象，並且不能包含重復key，但可以包含重復的value。通過上面的ContainsKey方法和ContainsValue的源碼我們可以很明顯的看出：
Hashtable中，key和value都不允許出現null值。但是如果在Hashtable中有類似put(null,null)的操作，編譯同樣可以通過，因為key和value都是Object類型，但運行時會拋出NullPointerException異常，這是JDK的規范規定的。
HashMap中，null可以作為鍵，這樣的鍵只有一個；可以有一個或多個鍵所對應的值為null。當get()方法返回null值時，可能是 HashMap中沒有該鍵，也可能使該鍵所對應的值為null。因此，在HashMap中不能由get()方法來判斷HashMap中是否存在某個鍵， 而應該用containsKey()方法來判斷。
HashMap和Hashtable的區別
HashMap是Hashtable的輕量級實現（非線程安全的實現），他們都完成了Map接口。主要的區別有：線程安全性，同步(synchronization)，以及速度。
1.Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap是Java1.2引進的Map interface的一個實現。
2.HashMap允許將null作為一個entry的key或者value，而Hashtable不允許。
3.HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，這意味着Hashtable是線程安全的，多個線程可以共享一個Hashtable；而如果沒有正確的同步的話，多個線程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的擴展性更好。（在多個線程訪問Hashtable時，不需要自己為它的方法實現同步，而HashMap 就必須為之提供外同步(Collections.synchronizedMap)）
4.另一個區別是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以當有其它線程改變了HashMap的結構（增加或者移除元素），將會拋出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素則不會拋出ConcurrentModificationException異常。但這並不是一個一定發生的行為，要看JVM。這條同樣也是Enumeration和Iterator的區別。fail-fast機制如果不理解原理，可以查看這篇文章：http://www.cnblogs.com/alexlo/archive/2013/03/14/2959233.html
5.由於HashMap非線程安全，在只有一個線程訪問的情況下，效率要高於HashTable。
6.HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containsKey。因為contains方法容易讓人引起誤解。
7.Hashtable中hash數組默認大小是11，增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash數組的默認大小是16，而且一定是2的指數。
8..兩者通過hash值散列到hash表的算法不一樣：
，HashTbale是古老的除留余數法，直接使用hashcode
int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
而后者是強制容量為2的冪，重新根據hashcode計算hash值，在使用hash 位與 （hash表長度 – 1），也等價取膜，但更加高效，取得的位置更加分散，偶數，奇數保證了都會分散到。前者就不能保證
int hash = hash(k); int i = indexFor(hash, table.length); static int hash(Object x) { int h = x.hashCode(); h += ~(h << 9); h ^= (h >>> 14); h += (h << 4); h ^= (h >>> 10); return h; } static int indexFor(int h， int length) { return h & (length-1);
要注意的一些術語：
1.sychronized意味着在一次僅有一個線程能夠更改Hashtable。就是說任何線程要更新Hashtable時要首先獲得同步鎖，其它線程要等到同步鎖被釋放之后才能再次獲得同步鎖更新Hashtable。
2.Fail-safe和iterator迭代器相關。如果某個集合對象創建了Iterator或者ListIterator，然后其它的線程試圖“結構上”更改集合對象，將會拋出ConcurrentModificationException異常。但其它線程可以通過set()方法更改集合對象是允許的，因為這並沒有從“結構上”更改集合。但是假如已經從結構上進行了更改，再調用set()方法，將會拋出IllegalArgumentException異常。
3.結構上的更改指的是刪除或者插入一個元素，這樣會影響到map的結構。
代碼演示部分如下：
先看個Hashtable正常輸出的示例：
Hashtable table = new Hashtable(); table.put("a-key", "a-value"); table.put("b-key", "b-value"); table.put("c-key", "c-value");
輸出如下：
a-key - a-value c-key - c-value b-key - b-value
再看個Hashtable拒絕null的示例：
table.put(null, "a-value");
運行之后異常如下：
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at java.util.Hashtable.put(Hashtable.java:399) at com.darkmi.sandbox.HashtableTest.main(HashtableTest.java:20)
HashMap示例：
HashMap map = new HashMap(); map.put(null, "a-value"); map.put("b-key", null); map.put("c-key", null);
b-key - null null - a-value c-key - null
PS:從上面的示例我們倒是可以發現Hashtable與HashMap相同的一點：無序存放。
3.兩者的遍歷方式大同小異，Hashtable僅僅比HashMap多一個elements方法。
Enumeration em = table.elements(); while (em.hasMoreElements()) { String obj = (String) em.nextElement(); System.out.println(obj); }
HashMap和HashTable都能通過values()方法返回一個 Collection ，然后進行遍歷處理：
Collection coll = map.values(); Iterator it = coll.iterator(); while (it.hasNext()) { String obj = (String) it.next(); System.out.println(obj); }
兩者也都可以通過 entrySet() 方法返回一個 Set ， 然后進行遍歷處理：
Set set = table.entrySet(); Iterator it = set.iterator(); while (it.hasNext()) { Entry entry = (Entry) it.next(); System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue()); }