Hashtable、HashMap、TreeMap的区别详解

Hashtable、HashMap、TreeMap 都是最常见的一些 Map 实现，是以键值对的形式存储和操作数据的容器类型。
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Hashtable

Hashtable 是早期 Java 类库提供的一个哈希表实现,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。

缺点

就是由于同步导致的性能开销，所以已经很少被推荐使用。

HashMap

HashMap 是应用更加广泛的哈希表实现，行为上大致上与 HashTable 一致，主要区别在于 HashMap 不是同步的，支持 null 键和值等。

通常情况下，HashMap 进行 put 或者 get 操作，可以达到常数时间的性能，所以它是绝大部分利用键值对存取场景的首选，大部分使用 Map 的场景，通常就是放入、访问或者删除，而对顺序没有特别要求，HashMap 在这种情况下基本是最好的选择，如果需要排序，就用LinkedHashMap就可以了。

缺点

HashMap 在并发环境可能出现无限循环占用 CPU、size 不准确等诡异的问题。这是一种典型的使用错误，因为 HashMap 明确声明不是线程安全的数据结构，如果忽略这一点，简单用在多线程场景里，难免会出现问题。

如何保证多线程？

HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致。如果需要同步（1）可以用 Collections的synchronizedMap方法；（2）使用ConcurrentHashMap类，相较于HashTable锁住的是对象整体， ConcurrentHashMap基于lock实现锁分段技术

LinkedHashMap

LinkedHashMap 通常提供的是遍历顺序符合插入顺序，它的实现是通过为条目（键值对）维护一个双向链表。注意，通过特定构造函数，我们可以创建反映访问顺序的实例，所谓的 put、get、compute 等，都算作“访问”

HashMap 内部的结构：

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HashMap 可以看作是数组（Node[] table）和链表结合组成的复合结构，数组被分为一个个桶（bucket），通过哈希值决定了键值对在这个数组的寻址；哈希值相同的键值对，则以链表形式存储，如上面的示意图。

一段话HashMap

HashMap基于哈希思想，实现对数据的读写。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞了，对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。当两个不同的键对象的hashcode相同时，它们会储存在同一个bucket位置的链表中，可通过键对象的equals()方法用来找到键值对。如果链表大小超过阈值（TREEIFY_THRESHOLD, 8），链表就会被改造为树形结构。

为什么 HashMap 要树化呢？

本质上这是个安全问题。因为在元素放置过程中，如果一个对象哈希冲突，都被放置到同一个桶里，则会形成一个链表，我们知道链表查询是线性的，会严重影响存取的性能。

而在现实世界，构造哈希冲突的数据并不是非常复杂的事情，恶意代码就可以利用这些数据大量与服务器端交互，导致服务器端 CPU 大量占用，这就构成了哈希碰撞拒绝服务攻击，国内一线互联网公司就发生过类似攻击事件。

TreeMap

TreeMap 则是是SortedMap接口的基于红黑树的一种提供顺序访问的 Map，和 HashMap 不同，它的 get、put、remove 之类操作都是 O（log(n)）的时间复杂度，具体顺序可以由指定的 Comparator 来决定，或者根据键的自然顺序来判断。

对于 TreeMap，它的整体顺序是由键的顺序关系决定的，通过 Comparator 或 Comparable（自然顺序）来决定。

特性

TreeMap保证了映射按照升序排列关键字，有些接口请求的加密封装，就要用到TreeMap，来保证按照a~z的顺序排列

public class MapTest {  

    public static void main(String[] args) {  
        //初始化一个map集合  
        Map<String,String> map = new TreeMap<String,String>();  
        //存入数据  
        map.put("aaa", "aaa");  
        map.put("bbb", "bbb");  
        map.put("fff", "fff");  
        map.put("mmm", "mmm");  
        //遍历输出  
        Iterator iterator = map.keySet().iterator();  
        while(iterator.hasNext()){  
            String key = (String)iterator.next();  
            System.out.println(map.get(key));  
        }  
    }  
}  
//控制台输出:
aaa
bbb
fff
mmm

TreeMap中默认是按照升序进行排序的，那么

TreeMap降序排序如何实现？

可以通过自定义的比较器来进行设置：

1.首先，定义一个比较器类，实现Comparator接口，重写compare方法，有两个参数，这两个参数通过调用compareTo进行比较，而compareTo默认规则是：
如果参数字符串等于此字符串，则返回 0 值；
如果此字符串小于字符串参数，则返回一个小于 0 的值；
如果此字符串大于字符串参数，则返回一个大于 0 的值。

static class MyComparator implements Comparator{  
    @Override  
    public int compare(Object o1, Object o2) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        String param1 = (String)o1;  
        String param2 = (String)o2;  
        return -param1.compareTo(param2);  
    }     
}

在返回时多添加了个负号，就将比较的结果以相反的形式返回。

2.通过MyComparator类初始化一个比较器实例，将其作为参数传进TreeMap的构造方法中：

[java] view plain copy
MyComparator comparator = new MyComparator();

Map

public V put(K key, V value) {
    Entry<K,V> t = …
    cmp = k.compareTo(t.key);
    if (cmp < 0)
        t = t.left;
    else if (cmp > 0)
        t = t.right;
    else
        return t.setValue(value);
        // ...
   }