HashMapin ja Hashtablen vertailu Javassa: Tärkeimmät erot ja tehokkuus

HashMapin ja Hashtablen ymmärtäminen Javassa

Java-kokoelmien maailmassa HashMap ja Hashtable ovat kaksi laajalti käytettyä tietorakennetta avainarvoparien tallentamiseen. Vaikka ne saattavat vaikuttaa samanlaisilta, niillä on selkeitä eroja, jotka voivat vaikuttaa sovelluksesi suorituskykyyn ja lankojen turvallisuuteen. Näiden erojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää tarpeisiisi sopivan valinnan kannalta.

Tässä artikkelissa tarkastellaan HashMapin ja Hashtablen keskeisiä eroja ja tutkitaan niiden toimintoja, tehokkuutta ja soveltuvuutta ei-säikeisiin sovelluksiin. Loppujen lopuksi sinulla on selkeämpi käsitys siitä, mitä tietorakennetta sinun tulee käyttää tietyssä käyttötapauksessa.

Sukella syvälle HashMapiin ja Hashtable-toteutukseen

Ensimmäinen kirjoitus tarjoaa suoran vertailun HashMap ja Hashtable Javassa. Skripti alkaa tuomalla tarvittavat luokat ja luomalla esiintymiä molemmista tietorakenteista. A HashMap on instantoitu ja täytetty avain-arvo-pareilla. Vastaavasti a Hashtable luodaan ja asutetaan. Tämä komentosarja osoittaa sitten perustavanlaatuisen eron nolla-arvojen käsittelyssä. HashMap.put() mahdollistaa nolla-arvojen lisäämisen ilman ongelmia, kun taas Hashtable.put() heittää a NullPointerException jos nolla-avaimia tai arvoja yritetään lisätä. The try { ... } catch (NullPointerException e) lohkoja käytetään kuvaamaan tätä käyttäytymistä. Skripti auttaa kehittäjiä ymmärtämään, milloin ja miksi nolla-arvot otetaan huomioon valittaessa näiden kahden tietorakenteen välillä.

Toinen skripti keskittyy suorituskyvyn testaamiseen HashMap ja Hashtable kierteittämättömässä ympäristössä. Se alkaa alustamalla molemmat kartat ja mittaamalla aika, joka kuluu miljoonan avainarvoparin lisäämiseen käyttämällä System.nanoTime(). Tämä korkearesoluutioinen aikamittaus auttaa tallentamaan tarkan toimintoihin kuluvan ajan. Tulokset tulostetaan konsoliin, ja niissä näkyy suhteellinen suorituskyky. Skripti mittaa myös saman avaimen hakuajan molemmista tietorakenteista. Näitä aikoja vertaamalla kehittäjät voivat arvioida, mikä tietorakenne toimii paremmin ei-säikeisissä sovelluksissa. Tämä kirjoitus on erityisen hyödyllinen suorituskyvyn virittämiseen ja siihen liittyvien yleiskustannusten ymmärtämiseen Hashtable synkronoitujen menetelmiensä ansiosta.

HashMapin ja Hashtablen vertailu: keskeiset erot ja käyttötapaukset

Java-toteutus vertailua varten

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;

public class MapComparison {
    public static void main(String[] args) {
        // Creating a HashMap
        HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("1", "One");
        hashMap.put("2", "Two");
        hashMap.put("3", "Three");

        // Creating a Hashtable
        Hashtable<String, String> hashtable = new Hashtable<>();
        hashtable.put("A", "Apple");
        hashtable.put("B", "Banana");
        hashtable.put("C", "Cherry");

        // Displaying the HashMap
        System.out.println("HashMap: " + hashMap);

        // Displaying the Hashtable
        System.out.println("Hashtable: " + hashtable);

        // Checking for null values
        try {
            hashMap.put(null, "NullValue");
            System.out.println("HashMap allows null values: " + hashMap);
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("HashMap does not allow null values");
        }
        try {
            hashtable.put(null, "NullValue");
            System.out.println("Hashtable allows null values: " + hashtable);
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("Hashtable does not allow null values");
        }
    }
}

HashMap vs. Hashtable: Suorituskyky yksisäikeisissä ympäristöissä

Java-suorituskykytestaus ei-säikeisille sovelluksille

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;

public class PerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        // Initializing the maps
        HashMap<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        Hashtable<Integer, Integer> hashtable = new Hashtable<>();

        // Adding elements to HashMap
        long startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            hashMap.put(i, i);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("HashMap time: " + (endTime - startTime) + " ns");

        // Adding elements to Hashtable
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            hashtable.put(i, i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("Hashtable time: " + (endTime - startTime) + " ns");

        // Retrieving elements from HashMap
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            hashMap.get(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("HashMap retrieval time: " + (endTime - startTime) + " ns");

        // Retrieving elements from Hashtable
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            hashtable.get(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("Hashtable retrieval time: " + (endTime - startTime) + " ns");
    }
}

HashMap ja Hashtable: Synkronointi ja säikeen suojaus

Yksi tärkeimmistä eroista HashMap ja Hashtable on heidän lähestymistapansa synkronointiin ja kierteiden turvallisuuteen. Hashtable on synkronoitu, mikä tarkoittaa, että se on säikeen turvallinen ja voidaan jakaa useiden säikeiden välillä aiheuttamatta samanaikaisia ​​ongelmia. Tämä synkronointi saavutetaan synkronoimalla suurin osa sen menetelmistä, mikä varmistaa, että vain yksi säie voi käyttää Hashtablea kerrallaan. Tämä aiheuttaa kuitenkin myös suorituskykyä, joka johtuu lukitusmekanismista Hashtable hitaampi verrattuna HashMap yksisäikeisissä skenaarioissa.

Verrattuna, HashMap ei ole synkronoitu eikä siksi ole lankaturvallinen. Jos HashMap useat säikeet käyttävät samanaikaisesti, on olemassa riski tietojen epäjohdonmukaisuudesta ja kilpailuolosuhteista. Tehdä HashMap kierreturvallinen, kehittäjät voivat käyttää Collections.synchronizedMap() kääriäksesi sen synkronoituun karttaan, tai he voivat käyttää ConcurrentHashMap luokka esiteltiin Java 1.5:ssä, joka tarjoaa paremman suorituskyvyn sallimalla samanaikaisen pääsyn kartan eri osiin. Tämä tekee ConcurrentHashMap tehokkaampi valinta samanaikaisiin sovelluksiin.

Usein kysyttyjä kysymyksiä HashMapista ja Hashtablesta

1. Mikä on tärkein ero HashMapin ja Hashtablen välillä?
2. HashMap ei ole synkronoitu ja sallii tyhjät avaimet ja arvot, while Hashtable on synkronoitu eikä salli nolla-avaimia tai arvoja.
3. Kumpi on nopeampi yksisäikeisessä ympäristössä?
4. HashMap on yleensä nopeampi yksisäikeisessä ympäristössä synkronoinnin puutteen vuoksi.
5. Kuinka voit tehdä HashMap-langasta turvallisen?
6. Käyttämällä Collections.synchronizedMap() käärimään HashMap tai käyttämällä ConcurrentHashMap.
7. Voiko Hashtable tallentaa nolla-avaimia tai arvoja?
8. Ei, Hashtable ei salli nolla-avaimia tai arvoja ja heittää a NullPointerException jos yritetään.
9. Milloin sinun tulee käyttää Hashtablea HashMapin sijaan?
10. Käyttää Hashtable kun kierteiden turvallisuutta vaaditaan etkä ole huolissasi synkronoinnin suorituskyvystä.
11. Onko ConcurrentHashMap parempi vaihtoehto Hashtablelle?
12. Joo, ConcurrentHashMap tarjoaa paremman samanaikaisuuden ja suorituskyvyn verrattuna Hashtable.
13. Miksi HashMap ei ole lankaturvallinen?
14. HashMap on suunniteltu yksisäikeisiin skenaarioihin, eikä se sisällä synkronointimekanismeja.
15. Miten HashMap ja Hashtable käsittelevät törmäyksiä?
16. Molemmat HashMap ja Hashtable käsitellä törmäyksiä käyttämällä ketjutusta, jossa jokainen ryhmä sisältää linkitetyn luettelon merkinnöistä.

Viimeiset ajatukset HashMapista ja Hashtableista

HashMap ja Hashtable palvelevat samanlaisia ​​tarkoituksia avain-arvo-parien tallentamisessa, mutta eroavat toisistaan ​​merkittävästi synkronoinnin ja suorituskyvyn suhteen. HashMap on suositeltava ei-säikeisissä sovelluksissa sen nopeuden ja nolla-arvojen joustavuuden vuoksi. Sitä vastoin Hashtable sopii säikeen turvallisiin toimintoihin, mutta suorituskyvyn kustannuksella. Ymmärtämällä nämä erot kehittäjät voivat tehdä tietoon perustuvia päätöksiä siitä, mitä tietorakennetta he käyttävät erityisvaatimustensa perusteella.