概要

前一章，我們學習了HashMap。這一章，我們對Hashtable進行學習。
我們先對Hashtable有個整體認識，然後再學習它的原始碼，最後再通過例項來學會使用Hashtable。
第1部分 Hashtable介紹
第2部分 Hashtable資料結構
第3部分 Hashtable原始碼解析(基於JDK1.6.0_45)
第4部分 Hashtable遍歷方式
第5部分 Hashtable示例

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第1部分 Hashtable介紹

Hashtable 簡介

和HashMap一樣，Hashtable 也是一個散列表，它儲存的內容是鍵值對(key-value)對映。
Hashtable 繼承於Dictionary，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面。
Hashtable 的函式都是同步的，這意味著它是執行緒安全的。它的key、value都不可以為null。此外，Hashtable中的對映不是有序的。

Hashtable 的例項有兩個引數影響其效能：初始容量 和 載入因子。容量 是雜湊表中桶 的數量，初始容量 就是雜湊表建立時的容量。注意，雜湊表的狀態為 open：在發生“雜湊衝突”的情況下，單個桶會儲存多個條目，這些條目必須按順序搜尋。載入因子 是對雜湊表在其容量自動增加之前可以達到多滿的一個尺度。初始容量和載入因子這兩個引數只是對該實現的提示。關於何時以及是否呼叫 rehash 方法的具體細節則依賴於該實現。

通常，預設載入因子是 0.75, 這是在時間和空間成本上尋求一種折衷。載入因子過高雖然減少了空間開銷，但同時也增加了查詢某個條目的時間（在大多數 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了這一點）。

 

Hashtable的建構函式

// 預設建構函式。
public Hashtable() 

// 指定“容量大小”的建構函式
public Hashtable(int initialCapacity) 

// 指定“容量大小”和“載入因子”的建構函式
public Hashtable(int initialCapacity, float
 
 loadFactor) 

// 包含“子Map”的建構函式
public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t)

 

Hashtable的API

synchronized void                clear()
synchronized Object              clone()
             boolean             contains(Object value)
synchronized boolean             containsKey(Object key)
synchronized boolean             containsValue(Object value)
synchronized Enumeration<V>      elements()
synchronized Set<Entry<K, V>>    entrySet()
synchronized boolean             equals(Object object)
synchronized V                   get(Object key)
synchronized int                 hashCode()
synchronized boolean             isEmpty()
synchronized Set<K>              keySet()
synchronized Enumeration<K>      keys()
synchronized V                   put(K key, V value)
synchronized void                putAll(Map<? extends K, ? extends V> map)
synchronized V                   remove(Object key)
synchronized int                 size()
synchronized String              toString()
synchronized Collection<V>       values()

 

第2部分 Hashtable資料結構

Hashtable的繼承關係

java.lang.Object
   ↳     java.util.Dictionary<K, V>
         ↳     java.util.Hashtable<K, V>

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

 

Hashtable與Map關係如下圖：

從圖中可以看出： 
(01) Hashtable繼承於Dictionary類，實現了Map介面。Map是"key-value鍵值對"介面，Dictionary是聲明瞭操作"鍵值對"函式介面的抽象類。 
(02) Hashtable是通過"拉鍊法"實現的雜湊表。它包括幾個重要的成員變數：table, count, threshold, loadFactor, modCount。
　　table是一個Entry[]陣列型別，而Entry實際上就是一個單向連結串列。雜湊表的"key-value鍵值對"都是儲存在Entry陣列中的。 
　　count是Hashtable的大小，它是Hashtable儲存的鍵值對的數量。 
　　threshold是Hashtable的閾值，用於判斷是否需要調整Hashtable的容量。threshold的值="容量*載入因子"。
　　loadFactor就是載入因子。 
　　modCount是用來實現fail-fast機制的

 

第3部分 Hashtable原始碼解析(基於JDK1.6.0_45)

為了更瞭解Hashtable的原理，下面對Hashtable原始碼程式碼作出分析。
在閱讀原始碼時，建議參考後面的說明來建立對Hashtable的整體認識，這樣更容易理解Hashtable。

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說明: 在詳細介紹Hashtable的程式碼之前，我們需要了解：和Hashmap一樣，Hashtable也是一個散列表，它也是通過“拉鍊法”解決雜湊衝突的。

第3.1部分 Hashtable的“拉鍊法”相關內容

3.1.1 Hashtable資料儲存陣列

private transient Entry[] table;

Hashtable中的key-value都是儲存在table陣列中的。

3.1.2 資料節點Entry的資料結構

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從中，我們可以看出 Entry 實際上就是一個單向連結串列。這也是為什麼我們說Hashtable是通過拉鍊法解決雜湊衝突的。
Entry 實現了Map.Entry 介面，即實現getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()這些函式。這些都是基本的讀取/修改key、value值的函式。

 

第3.2部分 Hashtable的建構函式

Hashtable共包括4個建構函式

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第3.3部分 Hashtable的主要對外介面

3.3.1 clear()

clear() 的作用是清空Hashtable。它是將Hashtable的table陣列的值全部設為null

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3.3.2 contains() 和 containsValue()

contains() 和 containsValue() 的作用都是判斷Hashtable是否包含“值(value)”

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3.3.3 containsKey()

containsKey() 的作用是判斷Hashtable是否包含key

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3.3.4 elements()

elements() 的作用是返回“所有value”的列舉物件

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從中，我們可以看出：
(01) 若Hashtable的實際大小為0,則返回“空列舉類”物件emptyEnumerator；
(02) 否則，返回正常的Enumerator的物件。(Enumerator實現了迭代器和列舉兩個介面)

我們先看看emptyEnumerator物件是如何實現的

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我們在來看看Enumeration類

Enumerator的作用是提供了“通過elements()遍歷Hashtable的介面” 和 “通過entrySet()遍歷Hashtable的介面”。因為，它同時實現了 “Enumerator介面”和“Iterator介面”。

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entrySet(), keySet(), keys(), values()的實現方法和elements()差不多，而且原始碼中已經明確的給出了註釋。這裡就不再做過多說明了。

3.3.5 get()

get() 的作用就是獲取key對應的value，沒有的話返回null

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3.3.6 put()

put() 的作用是對外提供介面，讓Hashtable物件可以通過put()將“key-value”新增到Hashtable中。

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3.3.7 putAll()

putAll() 的作用是將“Map(t)”的中全部元素逐一新增到Hashtable中

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3.3.8 remove()

remove() 的作用就是刪除Hashtable中鍵為key的元素

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第3.4部分 Hashtable實現的Cloneable介面

Hashtable實現了Cloneable介面，即實現了clone()方法。
clone()方法的作用很簡單，就是克隆一個Hashtable物件並返回。

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第3.5部分 Hashtable實現的Serializable介面

Hashtable實現java.io.Serializable，分別實現了序列讀取、寫入功能。

序列寫入函式就是將Hashtable的“總的容量，實際容量，所有的Entry”都寫入到輸出流中
序列讀取函式：根據寫入方式讀出將Hashtable的“總的容量，實際容量，所有的Entry”依次讀出

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第4部分 Hashtable遍歷方式

4.1 遍歷Hashtable的鍵值對

第一步：根據entrySet()獲取Hashtable的“鍵值對”的Set集合。
第二步：通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。

// 假設table是Hashtable物件
// table中的key是String型別，value是Integer型別
Integer integ = null;
Iterator iter = table.entrySet().iterator();
while(iter.hasNext()) {
    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
    // 獲取key
    key = (String)entry.getKey();
        // 獲取value
    integ = (Integer)entry.getValue();
}

 

4.2 通過Iterator遍歷Hashtable的鍵

第一步：根據keySet()獲取Hashtable的“鍵”的Set集合。
第二步：通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。

// 假設table是Hashtable物件
// table中的key是String型別，value是Integer型別
String key = null;
Integer integ = null;
Iterator iter = table.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
        // 獲取key
    key = (String)iter.next();
        // 根據key，獲取value
    integ = (Integer)table.get(key);
}

 

4.3 通過Iterator遍歷Hashtable的值

第一步：根據value()獲取Hashtable的“值”的集合。
第二步：通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。

// 假設table是Hashtable物件
// table中的key是String型別，value是Integer型別
Integer value = null;
Collection c = table.values();
Iterator iter= c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    value = (Integer)iter.next();
}

 

4.4 通過Enumeration遍歷Hashtable的鍵

第一步：根據keys()獲取Hashtable的集合。
第二步：通過Enumeration遍歷“第一步”得到的集合。

Enumeration enu = table.keys();
while(enu.hasMoreElements()) {
    System.out.println(enu.nextElement());
}   

 

4.5 通過Enumeration遍歷Hashtable的值

第一步：根據elements()獲取Hashtable的集合。
第二步：通過Enumeration遍歷“第一步”得到的集合。

Enumeration enu = table.elements();
while(enu.hasMoreElements()) {
    System.out.println(enu.nextElement());
}

遍歷測試程式如下：

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第5部分 Hashtable示例

下面通過一個例項來學習如何使用Hashtable。

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(某一次)執行結果：

table:{two=5, one=0, three=6}
next : two - 5
next : one - 0
next : three - 6
size:3
contains key two : true
contains key five : false
contains value 0 : true
table:{two=5, one=0}
table is empty