HashMap、Hashtable 和 ConcurrentHashMap

 HashMap、Hashtable 和 ConcurrentHashMap 的主要特性进行对比，整理成表格形式，方便你更直观地了解它们的区别：

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特性	HashMap	Hashtable	ConcurrentHashMap
线程安全	否（单线程安全）	是（通过同步方法）	是（通过锁分段或 CAS）
允许键为 null	是	否	是（从 Java 8 开始）
允许值为 null	是	否	是（从 Java 8 开始）
锁机制	无（单线程性能高）	全表锁（每次操作锁定整个表）	分段锁（锁粒度细，性能高）
性能	单线程性能高，多线程不安全	多线程安全，但性能较低	高并发性能高，适合多线程环境
迭代器	弱一致性（不会抛出异常）	线程安全但可能抛出异常	弱一致性（不会抛出异常）
适用场景	单线程环境	多线程环境（不推荐，性能差）	高并发环境（推荐）
迭代器特性	弱一致性	线程安全但可能抛出异常	弱一致性
额外方法	无	提供 keys() 和 elements() 等	提供 compute、merge 等高级方法
内部实现	哈希表 + 红黑树（Java 8 及以后）	哈希表	哈希表 + 锁分段（Java 7 及以前） 哈希表 + CAS（Java 8 及以后）
推荐使用	单线程环境	不推荐（已过时）	高并发环境

详细解释

1. 线程安全：

   • HashMap：非线程安全，适用于单线程环境。

   • Hashtable：线程安全，通过同步方法实现，但性能较低。

   • ConcurrentHashMap：线程安全，通过分段锁或 CAS 实现，性能较高。

2. 允许键或值为 null：

   • HashMap：允许键和值为 null。

   • Hashtable：不允许键或值为 null，否则会抛出 NullPointerException。

   • ConcurrentHashMap：从 Java 8 开始，允许键和值为 null。

3. 锁机制：

   • HashMap：无锁机制，单线程性能高。

   • Hashtable：每次操作锁定整个表，锁粒度粗，性能较低。

   • ConcurrentHashMap：使用分段锁或 CAS，锁粒度细，性能高。

4. 性能：

   • HashMap：在单线程环境下性能最高。

   • Hashtable：线程安全，但性能较差。

   • ConcurrentHashMap：在高并发环境下性能显著优于 Hashtable，适合多线程环境。

5. 迭代器：

   • HashMap：迭代器是弱一致性的，不会抛出 ConcurrentModificationException。

   • Hashtable：迭代器是线程安全的，但可能抛出 ConcurrentModificationException。

   • ConcurrentHashMap：迭代器是弱一致性的，不会抛出异常。

6. 适用场景：

   • HashMap：适用于单线程环境。

   • Hashtable：适用于简单的多线程环境，但不推荐使用（性能差）。

   • ConcurrentHashMap：适用于高并发环境，推荐使用。

总结

• 如果你的应用程序是单线程的，推荐使用 HashMap，因为它性能最高。

• 如果你的应用程序是多线程的，且对性能要求较高，推荐使用 ConcurrentHashMap。

• Hashtable 已经被标记为过时，不推荐在新项目中使用。

希望这个表格和解释能帮助你更好地理解这三种集合的区别和适用场景！