Hashtable的实现原理

转载来自：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310887.html

第1部分 Hashtable介绍

Hashtable 简介

和HashMap一样，Hashtable 也是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。

Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。容量 是哈希表中桶 的数量，初始容量 就是哈希表创建时的容量。注意，哈希表的状态为 open：在发生“哈希冲突”的情况下，单个桶会存储多个条目，这些条目必须按顺序搜索。加载因子 是对哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。初始容量和加载因子这两个参数只是对该实现的提示。关于何时以及是否调用 rehash 方法的具体细节则依赖于该实现。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查找某个条目的时间（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。

Hashtable的构造函数

// 默认构造函数。public Hashtable() // 指定“容量大小”的构造函数public Hashtable(int initialCapacity) // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) // 包含“子Map”的构造函数public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t)

第2部分 Hashtable数据结构

Hashtable的继承关系

java.lang.Object   ↳     java.util.Dictionary<K, V>         ↳     java.util.Hashtable<K, V>public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V>    implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable { }

Hashtable与Map关系如下图：

从图中可以看出：

(1) Hashtable继承于Dictionary类，实现了Map接口。Map是”key-value键值对”接口，Dictionary是声明了操作”键值对”函数接口的抽象类。
(2) Hashtable是通过”拉链法”实现的哈希表。它包括几个重要的成员变量：table, count, threshold, loadFactor, modCount。
　　table是一个Entry[]数组类型，而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的”key-value键值对”都是存储在Entry数组中的。
　　count是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量。
　　threshold是Hashtable的阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量。threshold的值=”容量*加载因子”。
　　loadFactor就是加载因子。
　　modCount是用来实现fail-fast机制的

第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0_45)

具体源码可以参考http://blog.csdn.net/zheng0518/article/details/42199477
我们需要了解：和Hashmap一样，Hashtable也是一个散列表，它也是通过“拉链法”解决哈希冲突的。

Hashtable的“拉链法”相关内容

Hashtable数据存储数组

private transient Entry[] table;

Hashtable中的key-value都是存储在table数组中的。

数据节点Entry的数据结构

我们可以看出 Entry 实际上就是一个单向链表。这也是为什么我们说Hashtable是通过拉链法解决哈希冲突的。
Entry 实现了Map.Entry 接口，即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数。这些都是基本的读取/修改key、value值的函数。

Hashtable的构造函数

 // 默认构造函数。  public Hashtable() {      // 默认构造函数，指定的容量大小是11；加载因子是0.75      this(11, 0.75f);  }  // 指定“容量大小”的构造函数  public Hashtable(int initialCapacity) {      this(initialCapacity, 0.75f); } // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {     if (initialCapacity < 0)         throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                            initialCapacity);     if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))         throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);     if (initialCapacity==0)         initialCapacity = 1;     this.loadFactor = loadFactor;     table = new Entry[initialCapacity];     threshold = (int)(initialCapacity * loadFactor); } // 包含“子Map”的构造函数 public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) {     this(Math.max(2*t.size(), 11), 0.75f);     // 将“子Map”的全部元素都添加到Hashtable中     putAll(t); }

Hashtable的主要对外接口

1.clear() 的作用是清空Hashtable。它是将Hashtable的table数组的值全部设为null

2.contains() 和 containsValue() 的作用都是判断Hashtable是否包含“值(value)”

3.containsKey() 的作用是判断Hashtable是否包含key

4.elements() 的作用是返回“所有value”的枚举对象

5.get() 的作用就是获取key对应的value，没有的话返回null

6.put() 的作用是对外提供接口，让Hashtable对象可以通过put()将“key-value”添加到Hashtable中。

7.putAll() 的作用是将“Map(t)”的中全部元素逐一添加到Hashtable中

8.remove() 的作用就是删除Hashtable中键为key的元素

Hashtable实现的Cloneable接口

Hashtable实现了Cloneable接口，即实现了clone()方法。
clone()方法的作用很简单，就是克隆一个Hashtable对象并返回。

Hashtable实现的Serializable接口

Hashtable实现java.io.Serializable，分别实现了串行读取、写入功能。

串行写入函数就是将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中
串行读取函数：根据写入方式读出将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出

第4部分 Hashtable遍历方式

1.遍历Hashtable的键值对

第一步：根据entrySet()获取Hashtable的“键值对”的Set集合。
第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设table是Hashtable对象// table中的key是String类型，value是Integer类型Integer integ = null;Iterator iter = table.entrySet().iterator();while(iter.hasNext()) {    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();    // 获取key    key = (String)entry.getKey();        // 获取value    integ = (Integer)entry.getValue();}

2 通过Iterator遍历Hashtable的键

第一步：根据keySet()获取Hashtable的“键”的Set集合。
第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设table是Hashtable对象// table中的key是String类型，value是Integer类型String key = null;Integer integ = null;Iterator iter = table.keySet().iterator();while (iter.hasNext()) {        // 获取key    key = (String)iter.next();        // 根据key，获取value    integ = (Integer)table.get(key);}

3 通过Iterator遍历Hashtable的值

第一步：根据value()获取Hashtable的“值”的集合。
第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设table是Hashtable对象// table中的key是String类型，value是Integer类型Integer value = null;Collection c = table.values();Iterator iter= c.iterator();while (iter.hasNext()) {    value = (Integer)iter.next();}

4 通过Enumeration遍历Hashtable的键

第一步：根据keys()获取Hashtable的集合。
第二步：通过Enumeration遍历“第一步”得到的集合。

Enumeration enu = table.keys();while(enu.hasMoreElements()) {    System.out.println(enu.nextElement());}   

5 通过Enumeration遍历Hashtable的值

第一步：根据elements()获取Hashtable的集合。
第二步：通过Enumeration遍历“第一步”得到的集合。

Enumeration enu = table.elements();while(enu.hasMoreElements()) {    System.out.println(enu.nextElement());}