HashMap vs Hashtable：線程安全、Null 鍵值、性能與替代方案全對比

核心差異對比表

為什麼 Hashtable 被淘汰？

• 鎖粒度太粗：get/put/size 全部同步，高併發下嚴重爭用。
• API 設計老舊：contains 歧義 (後分為 containsKey/containsValue)、elements() 返回 Enumeration。
• 不支援 Null，限制使用場景。

線程安全 Map 的現代選擇

ConcurrentHashMap 核心原理 (JDK 1.8+)

• 數組 Node[] table + 鏈表/紅黑樹 (鏈表長度 > 8 樹化)。
• putVal：計算索引 → tab[i] == null → CAS 放入節點；否則 synchronized (首節點) 鎖住鏈表/樹頭節點操作。
• size()：LongAdder 思想，CounterCell[] 分段計數 + baseCount。
• 擴容：多線程協助擴容 (transfer)，每線程負責一段索引區間。

避坑指南

1. HashMap 多線程導致死循環：JDK 7 擴容頭插法反轉鏈表形成環，JDK 8 改為尾插法但仍非線程安全 → 必須用 ConcurrentHashMap 或 Collections.synchronizedMap。
2. 作為 Key 的對象必須不可變：覆寫 equals/hashCode，且字段 final (如 String、包裝類、自定義不可變類)。
3. 初始容量預估：new HashMap((int)(expectedSize/0.75)+1) 避免多次擴容。
4. 遍歷中刪除：用 Iterator.remove() 或 map.entrySet().removeIf() (Java 8+)。

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