本文共 3714 字，大约阅读时间需要 12 分钟。

map是广义集合的一部分。 我是李福春，我在准备面试，今天我们来回答： HashTable,HashMap,TreeMap的区别？ 共同点：都是Map的子类或者间接子类，以键值对的形式存储和操作数据。 区别如下表：

项目	线程安全	是否支持null键值	使用场景
HashTable	是	不支持	java早期hash实现，同步开销大不推荐被使用
HashMap	否	支持	大部分场景的首选put,get时间复杂度是常数级别
TreeMap	否	不支持	基于红黑树提供顺序访问的map，传入比较器来决定顺序，get,put,remove操作时间复杂度log(n)

下面分析一下面试官可能根据上面的问题进行一些扩展的点。

Map的类层级

HashTable是java早期的hash实现，实现了Dictionary接口；TreeMap是根据比较器来决定元素的顺序；LinkedHashMap 按照插入的顺序来遍历。下面的代码是一个不经常使用的资源自动释放的例子。

package org.example.mianshi;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map;/** * 不常使用的资源被释放掉 * */public class App {    public static void main( String[] args )    {        LinkedHashMap
   
     linkedHashMap = new LinkedHashMap
    
     (){            @Override            protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry
     
       eldest) {                return size()>3;            }        };        linkedHashMap.put("a","aaa");        linkedHashMap.put("b","bbb");        linkedHashMap.put("c","ccc");        linkedHashMap.forEach((k,v)->System.out.println(k+" = " + v));        System.out.println(linkedHashMap.get("a"));        System.out.println(linkedHashMap.get("b"));        System.out.println(linkedHashMap.get("c"));        linkedHashMap.forEach((k,v)->System.out.println(k+" = " + v));        linkedHashMap.put("d","ddd");        System.out.println("=========");        linkedHashMap.forEach((k,v)->System.out.println(k+" = " + v));    }}
     
    
   

HashMap的源码分析

数据结构：   Node[] table , 首先是一个数组，数组的元素是一个链表；

如下图： 数组叫做桶，数组的单个元素中的链表叫做bin; 

put操作涉及的关键源码如下：

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbent,boolean evit) {    Node
   
    [] tab; Node
    
      p; int , i;    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) = 0)        n = (tab = resize()).length;    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == ull)        tab[i] = newNode(hash, key, value, nll);    else {        // ...        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for first            treeifyBin(tab, hash);        //  ...      }}
    
   

路由规则： key计算hash值， hash值%数组长度= 数组的索引；  通过索引找到对应的数组元素，如果hash值相同，则在该链表上继续扩展。 如果链表的大小超过阈值，则链表会被树化。

hashMap的hash值的计算：

static final int hash(Object kye) {    int h;    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>>16;}

这么设置算法是为了降低hash碰撞的概率，数据计算出来的hash值差异一般是在高位，上面的代码是忽略容量以上的高位（进行了位移）。

扩容逻辑

final Node
   
    [] resize() {    // ...    else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACIY &&                oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPAITY)        newThr = oldThr << 1; // double there       // ...     else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold        newCap = oldThr;    else {          // zero initial threshold signifies using defaultsfults        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPAITY;        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_ATOR* DEFAULT_INITIAL_CAPACITY；    }    if (newThr ==0) {        float ft = (float)newCap * loadFator;        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?(int)ft : Integer.MAX_VALUE);    }    threshold = neThr;    Node
    
     [] newTab = (Node
     
      [])new Node[newap];    table = n；    // 移动到新的数组结构e数组结构    }
     
    
   

如果没指定容量和负载因子，按照默认的负载因子和容量初始化； 门阀值=容量 * 负载因子，门阀值按照倍数扩容 扩容后，会把老的数组中的元素复制到新的数组，这是扩容开销的主要来源；

树化

final void treeifyBin(Node
   
    [] tab, int hash) {    int n, index; Node
    
      e;    if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)        resize();    else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {        //树化改造逻辑    }}
    
   

哈希碰撞：元素在放入hashmap的过程中，如果一个对象hash冲突，妒被放置到同一个桶里面，会形成一个链表，链表的存取耗费性能，无法达到常数级别的时间复杂度；如果大量的hash冲突，则会形成一个长链表，如果客户端跟这些数据交互频繁，则会占用大量的cpu，导致服务器宕机拒绝服务。 树化的目的是：为了安全，减少hash冲突；

小结

先从线程安全，是否允许null键值，使用场景方面说出来HashTable,HashMap,TreeMap的区别。

然后扩展到了Map的类层级，分析了面试官喜欢问的hashmap的数据结构，hash值计算，扩容，树化问题。

原创不易，转载请注明出处，让我们互通有无，共同进步，欢迎多沟通交流