Java集合框架深度解析：Hashtable、HashMap与ConcurrentHashMap

"Java面试题，涵盖基础，主要对比了Hashtable、HashMap和ConcurrentHashMap的区别，包括它们的继承关系、线程安全性、空值处理、扩容机制和底层数据结构。" 在Java编程语言中，面试时经常会遇到关于集合类的问题，特别是对Hashtable、HashMap和ConcurrentHashMap这三种数据结构的理解和比较。以下是详细的知识点解析： 1. 继承基类不同： - Hashtable是最早期的哈希表实现，直接继承自Dictionary类，而Dictionary类是Java早期的抽象容器类。 - HashMap和ConcurrentHashMap都是在Java 1.2之后引入的，它们都继承自AbstractMap，AbstractMap是Map接口的一个抽象实现。 2. 线程安全性： - Hashtable是线程安全的，因为它在每个方法上都添加了synchronized关键字，确保多线程环境下的正确性。 - HashMap默认是非线程安全的，如果需要线程安全，可以通过Collections.synchronizedMap()方法将其包装成线程安全的Map。 - ConcurrentHashMap在设计时就考虑了并发，它通过分段锁实现线程安全，提供了比Hashtable更高的并发性能。 3. Key/Value是否允许为空： - Hashtable不允许Key或Value为空，否则会抛出NullPointerException。 - HashMap允许Key为null，但只允许一个null键，Value可以有多个null值。当使用containsKey()方法时，null被视为特殊的Key。 - ConcurrentHashMap同样不允许Key或Value为空。 4. 扩容方式： - Hashtable的初始容量为11，扩容因子为0.75，扩容时容量变为2 * oldCapacity + 1，这样保证了容量总是奇数，避免了哈希冲突的热点问题。 - HashMap的初始容量为16，扩容因子也为0.75，扩容时容量变为2 * oldCapacity，保持偶数，便于红黑树转换。 - ConcurrentHashMap的扩容方式与HashMap类似，但其内部结构更复杂，考虑了并发性能。 5. 底层数据结构： - Hashtable使用简单的数组+链表结构，每个槽位存放一个链表，查找效率依赖于哈希函数和链表长度。 - HashMap在JDK 1.8及以后版本中，除了数组+链表结构外，还引入了红黑树，当链表长度超过8时，链表会被转换为红黑树，以优化查找性能。 - ConcurrentHashMap也采用类似HashMap的结构，但根据并发需求进行了优化，分为多个段（Segment），每个段有自己的锁，实现更高的并发度。 理解这些知识点对于Java开发人员来说至关重要，因为它们直接影响到程序的性能和线程安全。在面试中，能够清晰地解释这些差异将显示你对Java集合类的深入理解。同时，还需要注意，随着Java版本的更新，这些实现可能会有所改变，因此持续学习和了解最新的Java特性是非常必要的。