HashMap、Hashtable、HashSet的比较详解编程语言

HashMap和Hashtable比较：

1. 两者最主要的区别在于Hashtable是线程安全，而HashMap则非线程安全
   Hashtable的实现方法里面都添加了synchronized关键字来确保线程同步，因此相对而言HashMap性能会高一些，我们平时使用时若无特殊需求建议使用HashMap，在多线程环境下若使用HashMap需要使用Collections.synchronizedMap()方法来获取一个线程安全的集合，即Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);（Collections.synchronizedMap()实现原理是Collections定义了一个SynchronizedMap的内部类，这个类实现了Map接口，在调用方法时使用synchronized来保证线程同步,当然了实际上操作的还是我们传入的HashMap实例，简单的说就是Collections.synchronizedMap()方法帮我们在操作HashMap时自动添加了synchronized来实现线程同步，类似的其它Collections.synchronizedXX方法也是类似原理）。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
2. HashMap可以使用null作为key，而Hashtable则不允许null作为key
   虽说HashMap支持null值作为key，不过建议还是尽量避免这样使用，因为一旦不小心使用了，若因此引发一些问题，排查起来很是费事
   HashMap以null作为key时，总是存储在table数组的第一个节点上
3. HashMap是对Map接口的实现，继承了AbstractMap类，HashTable实现了Map接口和Dictionary抽象类
4. HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。
5. HashMap的初始容量为16，Hashtable初始容量为11，两者的填充因子默认都是0.75。
   Hashtable扩容时是容量翻倍+1即:capacity*2+1，HashMap中hash数组的默认大小是16，而且一定是2的指数。

     6.  两者计算hash的方法不同
           Hashtable计算hash是直接使用key的hashcode对table数组的长度直接进行取模

int hash = key.hashCode(); 
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

HashMap计算hash对key的hashcode进行了二次hash，以获得更好的散列值，然后对table数组长度取摸

static int hash(int h) { 
        // This function ensures that hashCodes that differ only by 
        // constant multiples at each bit position have a bounded 
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor). 
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); 
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); 
    } 
 
 static int indexFor(int h, int length) { 
        return h & (length-1); 
    }

     6、HashMap和Hashtable的底层实现都是数组+链表结构实现

     7、HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

     8、HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsValue和containsKey，因为contains方法容易让人引起误解。

          Hashtable则保留了contains，containsValue和containsKey三个方法，其中contains和containsValue功能相同。

HashSet：

HashSet里存放的是不重复的元素，而非键值对。

解决线性非安全：用Collections.synchronizedSet(new HashSet());

通过查看源码可得，HashSet内部就是使用HashMap实现，只是hashSet里面的HashMap所有的value都是同一个Object而已，因此HashSet也是非线程安全的。

private transient HashMap<E,Object> map; 
  private static final Object PRESENT = new Object(); 
  public HashSet() { 
    map = new HashMap<E,Object>(); 
    } 
 public boolean contains(Object o) { 
    return map.containsKey(o); 
    } 
 public boolean add(E e) { 
    return map.put(e, PRESENT)==null; 
    } 
 public boolean add(E e) { 
    return map.put(e, PRESENT)==null; 
    } 
 public boolean remove(Object o) { 
    return map.remove(o)==PRESENT; 
    } 
 public void clear() { 
    map.clear(); 
    }

LinkedHashMap

LinkedHashMap是Hash表和链表的实现，并且依靠着双向链表保证了迭代顺序是插入的顺序。
  对于LinkedHashMap而言，它继承与HashMap、底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似，它通过重写父类相关的方法，来实现自己的链接列表特性。