请解释 Java 中 Hashtable、HashMap 与 TreeMap 各自的特点，并说明它们在线程安全性、顺序性、键值对是否允许 null、底层实现及适用场景等方面的主要区别。
考察说明
考查对 Java 常用 Map 实现类的理解程度，以及能否从线程安全、顺序、null 支持等角度进行对比。
回答思路
- 【回答框架 1】Hashtable 是早期线程安全的 Map 实现，其方法使用 synchronized 修饰，因此同一时刻只有一个线程能进行读写，但并发度低，性能较差。它不允许 null 键和 null 值，否则抛出 NullPointerException。底层基于哈希表，存储无序。
- 【回答框架 2】HashMap 是非线程安全的 Map 实现，允许一个 null 键和多个 null 值，底层采用数组加链表加红黑树的结构（JDK 8 后），当链表长度超过阈值且数组容量达标时树化以提高查询效率。它不保证迭代顺序，如果需要线程安全可使用 ConcurrentHashMap。
- 【回答框架 3】TreeMap 基于红黑树实现，按键的自然顺序或构造时传入的 Comparator 进行排序，因此是有序的，但不允许 null 键（自然顺序下），允许 null 值。其查找、插入和删除的时间复杂度为 O(log n)，适用于需要排序或范围查找的场景。
- 【回答框架 4】三者选择依据：线程安全且兼容旧代码可选 Hashtable，但现代并发环境应使用 ConcurrentHashMap；无需排序则默认使用 HashMap；需要按键排序或范围操作则选择 TreeMap。注意 HashMap 的扩容与哈希冲突处理，以及 TreeMap 的比较器一致性。
- 【关键点 1】Hashtable 线程安全但性能低，不允许 null 键值；HashMap 非线程安全，允许一个 null 键与多个 null 值。
- 【关键点 2】TreeMap 基于红黑树，按键排序，不允许 null 键，复杂度 O(log n)。
- 【关键点 3】HashMap 底层为数组+链表+红黑树，JDK 8 引入树化；Hashtable 无此机制。
- 【关键点 4】并发场景推荐 ConcurrentHashMap 替代 Hashtable。
- 【易错点 1】误以为 Hashtable 的所有方法绝对线程安全，但复合操作仍需额外同步。
- 【易错点 2】忽略 HashMap 树化条件，误以为链表长度达到 8 就一定树化，实际上还需满足数组容量达到 64。
- 【易错点 3】TreeMap 使用自定义 Comparator 时需保证比较器与 equals 一致，否则可能违反 Map 接口约定。