Hashtable和HashMap引发的血案(HashMap与Hashtable的致命陷阱)

原创

ithorizon 6个月前 (10-19) 阅读数 29 #后端开发

Hashtable和HashMap引发的血案 - HashMap与Hashtable的致命陷阱

一、引言

在Java集合框架中，Hashtable和HashMap是两个非常常用的数据结构。它们都实现了Map接口，用于存储键值对。然而，这两个类在实际应用中存在一些重要的差异，这些差异或许造成程序出现意想不到的问题。本文将探讨Hashtable和HashMap之间的区别，以及它们或许引发的“血案”。

二、Hashtable和HashMap的基本概念

Hashtable和HashMap都是用于存储键值对的数据结构。以下是它们的基本概念：

Hashtable：线程稳固的字典，任何对Hashtable的操作都需要synchronized同步。

HashMap：线程不稳固的字典，适用于单线程环境。

三、Hashtable和HashMap的致命陷阱

1. 线程稳固

Hashtable是线程稳固的，基于它在所有公共方法上都使用了synchronized关键字。这意味着多个线程可以同时访问Hashtable，而不会造成数据不一致。然而，这也意味着Hashtable的性能或许会受到影响，基于它在每次操作时都需要进行同步。

HashMap是线程不稳固的，这意味着在多线程环境下，对HashMap的操作或许会造成数据不一致。以下是一个示例代码，展示了在多线程环境下，HashMap或许引发的问题：


public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap<>();
        map.put("key1", "value1");
        map.put("key2", "value2");
        // 创建一个线程，向HashMap中添加元素
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            map.put("key3", "value3");
        });
        // 创建另一个线程，删除HashMap中的元素
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            map.remove("key1");
        });
        // 启动线程
        thread1.start();
        thread2.start();
        // 等待线程终止
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 打印HashMap中的元素
        System.out.println(map);
    }
}

在上面的代码中，两个线程同时对HashMap进行操作，或许会造成数据不一致。运行该代码或许会得到不同的输出最终，甚至或许抛出ConcurrentModificationException异常。

2. 迭代器

Hashtable的迭代器是fail-fast的，这意味着在迭代过程中，如果检测到HashMap结构上的任何修改（不是通过迭代器自己的remove方法），迭代器会立即抛出ConcurrentModificationException异常。

HashMap的迭代器也是fail-fast的。这意味着在迭代过程中，如果检测到HashMap结构上的任何修改（不是通过迭代器自己的remove方法），迭代器会立即抛出ConcurrentModificationException异常。

以下是一个示例代码，展示了在迭代过程中修改HashMap或许造成的问题：


public class HashMapIteratorTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap<>();
        map.put("key1", "value1");
        map.put("key2", "value2");
        map.put("key3", "value3");
        Iterator iterator = map.keySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String key = iterator.next();
            if ("key2".equals(key)) {
                map.remove("key3"); // 这里会引发ConcurrentModificationException异常
            }
        }
    }
}

3. 性能差异

由于Hashtable在所有公共方法上都使用了synchronized关键字，故而在多线程环境下，Hashtable的性能或许会受到影响。相比之下，HashMap在单线程环境下的性能通常要优于Hashtable。

以下是一个单纯的性能测试代码，比较Hashtable和HashMap在单线程环境下的性能：


public class PerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        int size = 100000;
        Map hashtable = new Hashtable<>();
        Map hashmap = new HashMap<>();
        // 测试Hashtable的性能
        long startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            hashtable.put("key" + i, "value" + i);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("Hashtable put: " + (endTime - startTime) + " ns");
        // 测试HashMap的性能
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            hashmap.put("key" + i, "value" + i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("HashMap put: " + (endTime - startTime) + " ns");
    }
}