面试题：Java中HashMap与HashTable在性能方面的主要区别

Question

请详细阐述Java中HashMap与HashTable在性能上存在哪些主要差异，并说明产生这些差异的原因。

Answer 1

性能差异

1. 多线程环境：
   • HashMap：非线程安全，在多线程环境下，如果多个线程同时对HashMap进行写操作（如put操作），可能会导致数据不一致，甚至产生死循环等严重问题。但是在单线程环境或者在外部使用同步机制保证线程安全的情况下，由于没有额外的同步开销，HashMap的性能会比HashTable更好。
   • HashTable：线程安全，它的几乎所有的方法（如put、get等）都被synchronized关键字修饰。这意味着在多线程环境下，当一个线程访问HashTable时，其他线程必须等待，从而降低了并发性能。
2. 迭代性能：
   • HashMap：在迭代过程中，如果发生结构修改（如调用put、remove方法等），会抛出ConcurrentModificationException，但它的迭代器是快速失败的。不过，在单线程环境下迭代速度相对较快。
   • HashTable：迭代过程同样是快速失败的，但由于其线程安全的特性，迭代时也会存在同步开销，导致迭代性能相对HashMap在单线程环境下会稍慢。

差异原因

1. 线程安全机制：
   • HashMap：设计初衷是为了在单线程环境下提供高性能的键值对存储。它没有内置的线程安全机制，因此在多线程环境下需要额外的同步措施。
   • HashTable：早期设计用于多线程环境，为了保证线程安全，对几乎所有的关键方法都使用synchronized关键字进行同步，这就导致了在多线程并发访问时，频繁的锁竞争，从而降低了性能。
2. 设计理念：
   • HashMap：更注重性能和灵活性，允许null键和null值（但null键只能有一个）。
   • HashTable：更强调线程安全和稳定性，不允许null键和null值。这种设计上的差异也在一定程度上影响了它们的性能表现。