面試必備：HashMap 與 Hashtable 核心區別深度解析

HashMap vs Hashtable：從源碼到實戰的全方位對比

作為 Java 集合框架中最經典的面試題，HashMap 與 Hashtable 的區別不僅在於「線程安全」與「允許 null」，更體現在繼承體系、擴容機制、哈希計算等底層細節。本文結合 JDK 源碼（以 JDK 8 為參考），為你拆解核心差異。

1. 類繼承體系不同

2. 同步與線程安全

• Hashtable：所有公共方法均加 synchronized，線程安全但性能較低。
• HashMap：非同步，高性能。多線程環境下可用 Collections.synchronizedMap() 包裝，或改用 ConcurrentHashMap。

3. Null 鍵值支持

• HashMap：允許 null key（最多一個）與 null value。
• Hashtable：put 時若 key 或 value 為 null 直接拋 NullPointerException。

4. 源碼關鍵差異（JDK 8 視角）

Hashtable.put()

public synchronized V put(K key, V value) {
    if (value == null) throw new NullPointerException(); // 不允許 null value
    int hash = key.hashCode(); // key 不能為 null，否則 NPE
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    // ... 遍歷鏈表覆蓋或插入 ...
}

HashMap.put()

public V put(K key, V value) {
    if (key == null) return putForNullKey(value); // 允許 null key
    int hash = hash(key.hashCode()); // 經過擾動函數二次哈希
    int i = indexFor(hash, table.length);
    // ... 遍歷鏈表/紅黑樹覆蓋或插入 ...
}

5. 其他重要差異

• contains 方法：Hashtable 有 contains(Object value) 易混淆，HashMap 移除，改用 containsValue() 和 containsKey()。
• 迭代器：HashMap 迭代器是 fail-fast（修改計數器 modCount），Hashtable 的 Enumeration 不是。
• 初始容量與擴容：HashMap 默認 16，擴容 2 倍（冪次方）；Hashtable 默認 11，擴容 2n+1（質數偏好）。
• 哈希計算：HashMap 引入 hash(Object key) 擾動函數（高 16 位參與運算），減少碰撞；Hashtable 直接用 key.hashCode()。

6. 總結對比表

最佳實踐建議

1. 新代碼優先使用 HashMap（單線程）或 ConcurrentHashMap（多線程）。
2. 避免在多線程中直接操作 HashMap，若需同步用 Collections.synchronizedMap(new HashMap<>())。
3. 初始化時指定容量 new HashMap<>(expectedSize) 減少擴容開銷。