集合框架 (第 08 篇) 源码分析:HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap之间的区别

一、集合框架源码分析

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正文


一、非线程安全的HashMap

:clapper:前面的章节已经从源码分析了 HashMap 的实现,这里简单回顾一下,如想详细了解,请参考这里

  • jdk1.7HashMap 的底层实现是 数组 + 单向链表,支持key为 null,value 为null
  • 它的初始容量是 16,负载因子默认值 0.75,当实际存放元素数量大于等于 阈值,(而且新元素被放入的哈希槽不为空),那么就会触发扩容,每次扩容时的容量都是翻倍增长(一定是 2的次幂),所以在实例存储元素项较多的情况下,一定要指定初始容量,避免每次扩容带来性能上的影响。
  • 负载因子 取值问题也是一个重要原因,取值越大哈希冲突 的概率就越高,取值越小空间浪费度就越高。而 0.75 是一个比较折中的选择。
  • 其属性、方法、代码块没有被 synchronize修饰,也没有使用其他同步机制,在多线程环境下是 非线程安全的。

二、线程安全的Hashtable

HashtableHashMap 线程安全的实现。它也起始于 上古时期,可追溯到jdk1.0。(:no_good:注意是 Hashtable 而非 HashTable

public class Hashtable<K,V>
    extends Dictionary<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

Hashtable 扩展至 Dictionary 抽象类、实现至Map 接口。

  • Hashtable 线程安全的实现机制是 几乎在所有的方法都加:poop: synchronized 修饰;
  • HashMap 允许 key 和 value 都可以是 null 值,但 Hashtable 对 key 、value都不允许:sob::broken_heart:为 null
  • Hashtable 初始容量是11 ,默认负载因子也是 0.75。扩容是 2倍 + 1

处处加锁:lock:的Hashtable 虽然保证了同步性,但性能大大折扣,再并发的情况下有些不可取。

jdk1.5 又引入了新的线程安全容器:sunny: ConcurrentHashMap,用于替代性能差的 HashtableConcurrentHashMap 为什么能够取代 Hashtable呢?因为它在保证性能安全的情况下、性能还比Hashtable好。

三、线程安全的ConcurrentHashMap

面对着 Hashtable 粗暴的大锁:lock:,ConcurrentHashMap 采用 分段锁技术,将一个大的Map分割成n个小的 段segment,对每段进行加锁,降低了容器加锁的粒子度,每段(segment)各自加锁,互不影响。分段锁使用的锁是 ReentrantLock 可重入锁。

(:dart:分段锁使用ReentrantLock锁其实是无锁的一种实现,可参关于 CAS和AQS的文章

ConcurrentHashMap 也是不允许 key 、value😭💔为 null

:fuelpump:其他的更多实现和源码分析详见后面的文章

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