面试题：Java中Hashtable线程安全实现的基本原理是什么

1. 方法层面的同步机制

大部分方法使用 synchronized 关键字：
- Hashtable 中的许多关键方法，如 put、get、remove 等，都被声明为 synchronized。以 put 方法为例，其大致实现如下：

public synchronized V put(K key, V value) {
    // 检查key是否为null，Hashtable不允许key为null
    if (key == null)
        throw new NullPointerException();

    // 计算哈希值
    Entry<?,?> tab[] = table;
    int hash = key.hashCode();
    int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
    // 遍历链表寻找合适位置
    for (Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
        if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
            V old = e.value;
            e.value = value;
            return old;
        }
    }
    // 插入新元素
    addEntry(hash, key, value, index);
    return null;
}

当一个线程调用这些 synchronized 方法时，它会自动获取对象的锁。这意味着在同一时刻，只有一个线程能够执行这些方法，从而避免了多线程同时操作导致的数据不一致问题。例如，当一个线程在执行 put 方法向 Hashtable 中插入元素时，其他线程不能同时调用 put、get 或 remove 方法，直到当前线程释放锁。
同步静态方法：Hashtable 中的 contains 方法是静态同步方法。静态方法的锁是类的 Class 对象，所以当多个线程调用静态同步方法时，也会进行同步控制，保证同一时刻只有一个线程能执行该方法。例如：

public static synchronized boolean contains(Hashtable<?,?> ht, Object value) {
    Entry<?,?> tab[] = ht.table;
    for (int i = tab.length ; i-- > 0 ;) {
        for (Entry<?,?> e = tab[i] ; e != null ; e = e.next) {
            if (e.value.equals(value)) {
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

2. 锁的粒度与性能影响

锁的粒度：Hashtable 采用的是对象级别的锁，即对整个 Hashtable 对象进行加锁。这意味着只要有一个线程访问 Hashtable 的任何同步方法，其他线程就无法访问该 Hashtable 的任何同步方法，锁的粒度较大。
性能影响：这种同步方式虽然保证了线程安全，但在高并发环境下会导致性能问题。因为多个线程可能需要等待锁的释放，从而降低了系统的并发处理能力。相比之下，ConcurrentHashMap 采用了更细粒度的锁机制（如分段锁或 CAS 操作），可以提高高并发情况下的性能。

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面试题：Java中Hashtable线程安全实现的基本原理是什么

知识考点

面试题答案

1. 方法层面的同步机制

2. 锁的粒度与性能影响