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Hashtable
是 Java 标准库中提供的一个古老的散列表(Hash Table)实现,用于存储键值对。它是线程安全的,基于哈希表的数据结构。然而,由于其线程安全性引入的同步机制,使得在多线程环境下性能相对较低。在现代 Java 中,更推荐使用 HashMap
或者 ConcurrentHashMap
。
基本介绍:
Hashtable
是通过哈希表来存储键值对的数据结构。- 它是线程安全的,多线程环境下可以安全使用。
Hashtable
不允许键或值为null
,否则会抛出NullPointerException
。- 它实现了
Map
接口,键值对是无序的。 Hashtable
是早期 Java 提供的哈希表实现,较为古老,现在更常使用HashMap
或ConcurrentHashMap
。
细节讨论:
Hashtable
内部通过一个数组和链表的结合来存储数据。每个数组元素称为一个“桶”,每个桶可以存放一个链表。- 在插入键值对时,根据键的哈希值计算索引,然后将键值对添加到对应桶的链表中。
- 在查找键值对时,通过哈希值计算索引,然后在对应的桶的链表中查找。
使用注意事项:
Hashtable
是线程安全的,但由于引入了同步机制,会影响性能。在单线程环境下,不建议使用Hashtable
,而是使用性能更高的HashMap
。- 避免使用
Hashtable
来存储大量数据,因为同步机制会导致性能下降。
常用方法:
put(key, value)
:向Hashtable
中插入键值对。get(key)
:根据键获取值。remove(key)
:根据键移除键值对。containsKey(key)
:判断是否包含指定键。containsValue(value)
:判断是否包含指定值。size()
:返回键值对的数量。
底层扩容的实现:
Hashtable
在底层采用了哈希表来存储数据,而其底层扩容机制与其它哈希表实现类(如 HashMap
)类似。在 Hashtable
中,当存储的键值对数量达到一定阈值时,会触发扩容操作,以保持哈希表的负载因子(Load Factor)在一个合适的范围内。
Hashtable
的默认初始容量是 11,负载因子默认是 0.75。负载因子是一个重要的指标,它表示哈希表中已被占用的桶的比例。当哈希表中的键值对数量达到容量乘以负载因子时,就会触发扩容操作。
扩容机制:
- 当哈希表中的键值对数量达到容量乘以负载因子时,即
size >= capacity * loadFactor
,就会触发扩容操作。 - 扩容操作会将哈希表的容量翻倍后+1,并重新分配桶和重新计算每个键的哈希值。
- 扩容后,哈希表会将原有的键值对重新分配到新的桶中,可能会导致某些桶链变得很长,从而影响查找效率。
- 扩容过程中,需要重新计算每个键的哈希值,并将其分配到新的桶中,这个过程是比较耗时的。
因此,扩容是一个比较耗时的操作,会影响到 Hashtable
的性能。为了尽量减少扩容的频率,可以通过调整初始容量和负载因子来适应特定的使用场景。
需要注意的是,虽然 Hashtable
是线程安全的,但在扩容过程中,为了保证线程安全性,可能需要进行同步操作,这可能会影响到性能。所以,在多线程环境下,更推荐使用 ConcurrentHashMap
来取代 Hashtable
。