在 Java 编程中，HashMap、HashTable 和 TreeMap 是常用的数据结构，但它们之间存在着显著的区别，然而多数人却并不知晓。

HashMap 是这三者中使用最为广泛的。它基于哈希表实现，允许键值对为 null，并且非线程安全。这意味着在多线程环境下，如果没有适当的同步措施，可能会出现数据不一致的问题。HashMap 的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(1)，效率极高。

HashTable 与 HashMap 有很多相似之处，但它是线程安全的。不过，正因为如此，它在性能上相对 HashMap 会有所损失。而且，HashTable 不允许键或值为 null。

TreeMap 则基于红黑树数据结构实现。它会对键进行自然排序或者根据指定的比较器进行排序。这使得 TreeMap 在需要有序键的场景中非常有用。但与 HashMap 相比，其插入和删除操作的效率略低，平均时间复杂度为 O(log n)。

从存储结构来看，HashMap 和 HashTable 内部都是由数组加链表（在 Java8 中，当链表长度超过一定阈值会转为红黑树）组成。而 TreeMap 内部则是一棵红黑树。

在选择使用哪种数据结构时，需要根据具体的应用场景来决定。如果在单线程环境下，并且需要支持键值对为 null，HashMap 通常是首选。如果是多线程环境，且对线程安全有严格要求，那么 HashTable 更合适。而当需要对键进行有序存储和操作时，TreeMap 则是不二之选。

HashMap、HashTable 和 TreeMap 虽然都用于存储键值对，但它们在性能、线程安全性和键的排序特性等方面存在着明显的差异。了解这些区别对于编写高效、正确的 Java 程序至关重要，能够让我们在不同的场景中选择最合适的数据结构，从而提高程序的性能和可维护性。