Java 中的 HashMap 与 Hashtable 的区别

在 Java 中，HashMap 和 Hashtable 都是实现了 Map 接口的哈希表类，它们的作用是存储键值对数据。在并发编程的背景下，尽管它们在功能上非常相似，但在设计和性能上存在显著差异。了解这些区别有助于根据具体需求选择适合的容器。

1. HashMap 与 Hashtable 概述

1.1 HashMap

HashMap 是 Java 中最常用的哈希表实现，它允许键和值为 null，并且是非线程安全的。HashMap 适用于在单线程环境或自己通过外部同步机制保证线程安全的场景。

特点：

• 非线程安全：多线程访问时需要自己做同步处理。
• 允许 null 键和值：可以有一个 null 键和多个 null 值。
• 性能较高：在单线程环境下，它的性能比 Hashtable 好，因为它没有进行额外的同步控制。
• 遍历顺序不可预测：HashMap 的键值对是无序的，插入顺序不会影响遍历顺序。

1.2 Hashtable

Hashtable 是早期的哈希表实现，已被 HashMap 取代。它是线程安全的，所有方法都是同步的，但是它的性能相较于 HashMap 较差。

特点：

• 线程安全：所有的方法都使用了同步机制，因此它是线程安全的，但由于同步的原因，性能较差。
• 不允许 null 键和值：Hashtable 不允许插入 null 键或 null 值。
• 较低性能：由于同步机制，Hashtable 在并发访问下的性能较差。
• 遍历顺序不可预测：和 HashMap 一样，Hashtable 的键值对顺序是无序的。

2. HashMap 与 Hashtable 的对比

3. HashMap 与 Hashtable 的代码示例

3.1 HashMap 示例

import java.util.HashMap;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 HashMap
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();

        // 向 HashMap 中添加元素
        map.put("name", "Alice");
        map.put("language", "Java");
        map.put("framework", "Spring");

        // 允许插入 null 键和值
        map.put(null, "Unknown");
        map.put("nullValue", null);

        // 获取元素
        System.out.println("name: " + map.get("name"));
        System.out.println("language: " + map.get("language"));

        // 删除元素
        map.remove("framework");

        // 输出 HashMap
        System.out.println("HashMap 内容: " + map);
    }
}

代码解析：

• HashMap 允许使用 null 作为键和值。
• 在单线程环境下，它的性能非常高。
• 由于 HashMap 是非线程安全的，因此在多线程环境下使用时，必须自行保证同步。

输出示例：

name: Alice
language: Java
HashMap 内容: {name=Alice, null=Unknown, language=Java, nullValue=null}

3.2 Hashtable 示例

import java.util.Hashtable;

public class HashtableExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 Hashtable
        Hashtable<String, String> table = new Hashtable<>();

        // 向 Hashtable 中添加元素
        table.put("name", "Bob");
        table.put("language", "Java");

        // 不允许插入 null 键或 null 值
        // table.put(null, "Unknown"); // 会抛出 NullPointerException
        // table.put("nullValue", null); // 会抛出 NullPointerException

        // 获取元素
        System.out.println("name: " + table.get("name"));
        System.out.println("language: " + table.get("language"));

        // 删除元素
        table.remove("language");

        // 输出 Hashtable
        System.out.println("Hashtable 内容: " + table);
    }
}

代码解析：

• Hashtable 不允许插入 null 键或 null 值。
• 每个方法都被同步，因此即使在多线程环境下，Hashtable 也能保证线程安全。
• 由于同步操作的存在，Hashtable 的性能通常低于 HashMap。

输出示例：

name: Bob
Hashtable 内容: {name=Bob}

4. 总结

总结来说，HashMap 和 Hashtable 的主要区别在于线程安全性和性能。HashMap 适用于单线程或需要自己控制同步的场景，而 Hashtable 则适用于需要内建线程安全的多线程环境，但由于同步机制，它的性能通常低于 HashMap。