本文主要是介绍9. HashMap和Hashtable有什么区别?为什么HashMap是线程不安全的?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
HashMap
和 Hashtable
都是 Java 中用于存储键值对的数据结构,但它们在设计和使用上有一些显著的区别。以下是它们的主要区别:
1. 线程安全性
-
HashMap
: 不是线程安全的。多个线程同时访问和修改HashMap
对象时,如果不进行同步,可能会导致数据不一致和其他问题。 -
Hashtable
: 线程安全的。Hashtable
内部方法大部分都使用了synchronized
关键字进行同步,确保在多线程环境下使用时不会出现线程安全问题。
2.性能
-
HashMap
: 由于没有内置的同步机制,所以HashMap
在单线程环境或在不需要线程安全的情况下使用时,性能要优于Hashtable
。 -
Hashtable
: 由于内置了同步机制,每次访问Hashtable
时都要获取锁,因此性能相对较低,尤其是在高并发环境中。
3. null 值和 null 键
-
HashMap
: 允许null
作为键和值。一个HashMap
可以包含一个null
键和多个null
值。 -
Hashtable
: 不允许null
作为键或值。如果试图将null
放入Hashtable
,会抛出NullPointerException
。
4. 迭代器
-
HashMap
: 使用的迭代器是fail-fast
的。如果在迭代过程中HashMap
结构发生变化(除了通过迭代器自身的remove()
方法),迭代器会抛出ConcurrentModificationException
。 -
Hashtable
: 使用的是传统的Enumeration
接口,而不是Iterator
。Hashtable
的Enumeration
不是fail-fast
的,因此它不会在检测到并发修改时抛出异常。
5. 扩容机制
-
HashMap
: 默认初始容量为16
,扩容时容量翻倍。扩容时,它的负载因子默认是0.75
。 -
Hashtable
: 默认初始容量为11
,扩容时容量增加为原容量 * 2 + 1
。默认负载因子是0.75
。
6. 包结构
-
HashMap
: 位于java.util
包中。 -
Hashtable
: 也位于java.util
包中,但它是JDK 1.0中的遗留类,后来被HashMap
取代。
7. 设计初衷
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HashMap
: 设计为更现代的集合类,取代Hashtable
,用于非线程安全的环境中。开发者可以通过Collections.synchronizedMap()
方法将HashMap
转换为线程安全的集合。 -
Hashtable
: 是JDK 1.0的遗留类,原本用于早期的线程安全操作,但在现代Java编程中很少使用
为什么HashMap是线程不安全的?
HashMap
之所以线程不安全,主要原因在于以下几点:
-
无同步机制:
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HashMap
的操作(如put()
、get()
、remove()
等)没有进行同步处理。当多个线程同时访问和修改HashMap
时,可能会出现数据竞争问题。这种情况下,如果多个线程同时操作HashMap
,可能会导致不一致的状态。
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扩容时的条件竞争:
-
HashMap
在元素数量达到负载因子阈值时会进行扩容操作。扩容操作会重新分配新的桶数组并重新哈希所有元素。在多线程环境下,如果有多个线程同时触发扩容,可能会导致数据丢失、死循环等问题。
-
-
迭代器的
fail-fast
行为:-
HashMap
的迭代器是fail-fast
的,这意味着如果在迭代过程中检测到HashMap
被其他线程修改了,它会抛出ConcurrentModificationException
,这种机制虽然有助于发现并发修改的问题,但也表明HashMap
没有内置的并发保护。
-
如何使HashMap线程安全?
有几种方法可以使HashMap
线程安全:
-
使用
Collections.synchronizedMap()
:-
可以使用
Collections.synchronizedMap()
方法将HashMap
包装为线程安全的同步映射。
Map<String, String> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
-
-
使用
ConcurrentHashMap
:-
在需要高效的线程安全
Map
时,可以使用ConcurrentHashMap
。它是HashMap
的线程安全变种,设计为在高并发环境中性能表现良好。
ConcurrentHashMap<String, String> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
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总结
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HashMap
和Hashtable
都是 Java 的键值对存储结构,但它们在线程安全、性能、支持null
值、迭代器等方面有显著区别。 -
HashMap
不是线程安全的,原因在于它没有同步机制,也没有处理并发访问的能力。 -
如果需要线程安全的
Map
,推荐使用ConcurrentHashMap
或者通过Collections.synchronizedMap()
方法对HashMap
进行包装。
这篇关于9. HashMap和Hashtable有什么区别?为什么HashMap是线程不安全的?的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!