HashMap与Hashtable，它们之间的主要区别是什么？

HashMap和Hashtable在Java集合框架中都扮演了重要的角色，它们虽然功能相似，但在线程安全性、内部实现以及性能等方面有着显著的差异，以下是详细对比：

相同点

1、接口实现：两者都实现了Map、Cloneable（可克隆）、Serializable（可序列化）这三个接口。

不同点

1、线程安全性

HashMap：非线程安全，适合单线程环境，多线程环境下可能需要外部同步或使用ConcurrentHashMap。

Hashtable：线程安全，方法大多使用synchronized修饰，适用于多线程环境，但效率较低。

2、内部实现

HashMap：JDK1.8及以后版本，底层使用的是数组+链表+红黑树的结构，根据情况自动调整搜索树和链表的使用，以优化性能。

Hashtable：仅使用数组+链表，没有红黑树的优化机制。

3、性能

HashMap：由于不需要额外的同步锁操作，所以在单线程应用中性能更高。

Hashtable：需要对所有方法进行同步，因此在多线程环境下性能较差，特别是高竞争情况下。

4、空键空值支持

HashMap：允许插入空键（null）和空值（null），其中空键总是映射到哈希表的第一个槽位。

Hashtable：不允许键或值为空，遇到空值会抛出NullPointerException异常。

5、扩容机制

HashMap：当元素数量超过阈值（容量×加载因子）时，会把容量扩大为原来的两倍，新容量的值是第一个大于当前大小的2的幂次数。

Hashtable：扩容机制类似，但是新的容量是旧的容量的两倍再加1。

6、遍历方式

HashMap：仅支持Iterator遍历。

Hashtable：支持Iterator和Enumeration两种方式遍历。

7、迭代器类型

HashMap：使用的failfast迭代器，如果在遍历过程中修改了结构，则会抛出ConcurrentModificationException异常。

Hashtable：enumerator迭代器不是failfast的，不会因修改而抛出异常。

8、API支持

HashMap：不支持contains(Object value)方法，没有重写toString()方法。

Hashtable：支持contains(Object value)方法，且重写了toString()方法。

为了更清晰地展示上述分析，可以考虑以下表格：

HashMap和Hashtable虽同为键值对存储的哈希表实现，但各有特点和使用场景，HashMap以其高效的性能和非同步的特性适合用在单线程和需要自己管理同步的场景；而Hashtable则因其所有方法都是同步的，更适合多线程同时读写而无需额外同步措施的环境。