面试题：Java中Hashtable与HashMap在性能上有哪些主要区别

Question

请阐述Java中Hashtable与HashMap在性能方面，如插入、查找、删除操作上的主要不同点，并说明原因。

Answer 1

1. 插入操作

• Hashtable：
  • 性能：相对较慢。
  • 原因：Hashtable 是线程安全的，在插入元素时，它的方法（如 put 方法）使用 synchronized 关键字进行同步，这意味着同一时间只能有一个线程可以执行插入操作，多线程环境下会产生锁竞争，从而影响性能。
• HashMap：
  • 性能：相对较快。
  • 原因：HashMap 是非线程安全的，在单线程环境下不存在锁竞争问题，所以插入操作更高效。在多线程环境下，如果不采取额外的同步措施，可能会出现数据不一致等问题，但单纯从插入操作本身性能而言，在单线程场景优于 Hashtable。

2. 查找操作

• Hashtable：
  • 性能：相对较慢。
  • 原因：由于 Hashtable 线程安全，查找方法（如 get 方法）也是 synchronized 的，多线程环境下会因锁竞争影响性能。并且在计算哈希值等方面与 HashMap 类似，但锁的开销使得其查找性能相对低。
• HashMap：
  • 性能：相对较快。
  • 原因：非线程安全，无锁开销，在单线程环境下查找效率高。HashMap 通过哈希算法快速定位元素所在的桶，然后在桶内通过链表或红黑树（JDK 1.8 及之后优化，当桶内元素个数达到一定阈值会转换为红黑树）进行查找，平均情况下时间复杂度接近 O(1)。

3. 删除操作

• Hashtable：
  • 性能：相对较慢。
  • 原因：删除方法（如 remove 方法）同样是 synchronized 的，多线程环境下锁竞争会导致性能下降。删除元素时不仅要处理哈希表结构的调整（如重新计算哈希值、调整链表或红黑树等），还要处理同步锁，增加了操作的开销。
• HashMap：
  • 性能：相对较快。
  • 原因：非线程安全，无锁开销，在单线程环境下删除操作更高效。删除时同样基于哈希算法定位元素，然后调整哈希表结构，但不需要处理同步锁，所以性能更好。