面试题： ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别是什么？

ConcurrentHashMap 和 Hashtable 都是 Java 中线程安全的哈希表实现，但它们在实现机制、性能以及使用场景方面存在显著差异。以下是它们的主要区别：

1. 实现方式和锁粒度

• Hashtable：
  • 使用了方法级别的同步（每个公开的方法都使用了 synchronized 关键字），这意味着在同一时间只能有一个线程可以操作 Hashtable 的任何方法。
  • 这种设计导致了一个严重的性能瓶颈，尤其是在读多写少的场景下，因为即使是读操作也需要获取锁。
• ConcurrentHashMap：
  • 在JDK 8之前，它通过分段锁（Segment）来减少锁的竞争，将整个哈希表划分为多个段，每个段都可以独立地进行并发访问。
  • 自JDK 8开始，ConcurrentHashMap 放弃了分段锁机制，改为使用一种更精细的锁策略，即每个节点或桶（bucket）上的锁。这种改进允许更多的并发操作，极大地提高了性能。
  • 对于某些操作如 get() 方法，不需要加锁即可执行，进一步提升了读操作的效率。

2. 性能

• Hashtable：
  • 因为所有方法都是同步的，所以在高并发环境下性能较差。
• ConcurrentHashMap：
  • 提供了更好的并发性能，特别是在读多写少的情况下。由于其细粒度的锁机制，允许多个线程同时对不同的段或节点进行读写操作。

3. 失效策略

• Hashtable：
  • 不支持null键或值。
• ConcurrentHashMap：
  • 同样不接受null键或值，这是为了防止潜在的歧义，例如判断一个键是否存在时，如果允许null值，则难以区分“键不存在”和“键对应的值为null”。

4. 迭代器行为

• Hashtable：
  • 它的迭代器是fail-fast的，意味着如果在创建迭代器后有其他线程修改了哈希表结构（增加或删除元素），则会抛出 ConcurrentModificationException 异常。
• ConcurrentHashMap：
  • 其迭代器是弱一致性的，不会抛出 ConcurrentModificationException。即使有其他线程正在修改哈希表，迭代器仍能遍历已有的元素，并且可能会（也可能不会）反映这些更改。

5. 并发控制

• Hashtable：
  • 采用粗粒度的同步控制，整个对象被锁定以保证线程安全性。
• ConcurrentHashMap：
  • 采用了更为先进的并发控制技术，如CAS（Compare And Swap）操作，结合锁机制来提供更高的并发性。

综上所述，虽然两者都是线程安全的集合类型，但在大多数情况下，ConcurrentHashMap 因其优秀的并发处理能力和更高的性能而成为首选。除非你需要完全的同步并且能够接受较低的性能，否则一般推荐使用 ConcurrentHashMap 而不是 Hashtable。