HashMap和Hashtable是Java中两种经典的哈希表实现，虽然都用于存储键值对数据，但在设计理念和功能特性上存在明显差异，其中线程安全性和null键值支持是最常被提及的两个核心区别。
一、线程安全性对比
线程安全性是两者最显著的区别之一，直接决定了两者的适用场景。
1. Hashtable的线程安全实现
Hashtable是Java早期提供的哈希表实现，在其方法层面直接添加了synchronized关键字，保证同一时间只有一个线程可以操作Hashtable实例，因此是线程安全的。但这种实现方式会导致所有操作都竞争同一把锁，在高并发场景下性能较差。
以下是Hashtable的put方法源码片段：
public synchronized V put(K key, V value) {
// 校验value不为null
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
// 省略哈希计算、槽位查找、插入逻辑
return null;
}
2. HashMap的线程安全特性
HashMap没有在方法层面添加同步锁，因此是非线程安全的。在单线程场景下，HashMap的性能要优于Hashtable，因为不需要额外的锁竞争开销。如果需要在多线程场景下使用HashMap，可以通过Collections.synchronizedMap()包装，或者使用并发包下的ConcurrentHashMap。
HashMap的put方法没有同步修饰：
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
二、null键值支持对比
两者对null键和null值的支持规则完全不同，这也是使用时的常见坑点。
1. Hashtable禁止null键值
Hashtable的put方法会直接校验value是否为null，如果为null就抛出NullPointerException。同时Hashtable计算哈希值时要求key不能为null，否则调用key.hashCode()会抛出空指针异常，因此Hashtable既不支持null键，也不支持null值。
2. HashMap允许null键值
HashMap对null键做了特殊处理，null键的哈希值固定为0，会存放在哈希表的第一个槽位中，且HashMap允许存储null值，一个HashMap实例中只能有一个null键，但可以有多个null值。
以下是HashMap处理null键的代码片段：
static final int hash(Object key) {
int h;
// 如果key为null，哈希值为0，否则计算key的hashCode
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
三、其他核心区别
除了上述两个核心区别，两者还有以下差异：
- 继承关系不同：Hashtable继承自
Dictionary类，而HashMap继承自AbstractMap类，两者都实现了Map接口。 - 初始容量和扩容机制不同：Hashtable默认初始容量是11，扩容时变为原来的2倍加1；HashMap默认初始容量是16，扩容时变为原来的2倍，且容量始终为2的幂次。
- 迭代器不同：Hashtable的迭代器是
Enumeration，而HashMap的迭代器是Iterator，且HashMap的迭代器是快速失败的，在迭代过程中如果修改集合结构会抛出ConcurrentModificationException。 - 哈希计算方式不同：Hashtable直接使用key的hashCode，而HashMap对hashCode做了二次扰动，减少哈希冲突的概率。
四、使用场景总结
根据两者的特性，选择时可以参考以下规则：
- 如果是单线程场景，优先选择HashMap，性能更好，且支持null键值，使用更灵活。
- 如果是多线程场景，不要直接使用Hashtable，推荐优先使用
ConcurrentHashMap，它的分段锁或CAS机制能保证线程安全的同时提供更好的并发性能。 - 如果明确要求不允许存储null键值，且需要简单的线程安全实现，可以考虑Hashtable，但这种情况在实际开发中已经越来越少。
注意：Hashtable是Java早期的遗留类，在新的开发规范中通常不建议使用，优先选择HashMap或ConcurrentHashMap替代。