ConcurrentHashMap

 

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ConcurrentHashMap(簡稱CHM)是在Java 1.5做爲Hashtable的替代選擇新引入的，是concurrent包的重要成員

在Java 1.5以前，若是想要實現一個能夠在多線程和併發的程序中安全使用的Map,只能在HashTable和synchronized Map中選擇

• 由於HashMap並非線程安全的
• ConcurrentHashMap不可是線程安全的，並且比HashTable和synchronizedMap的性能要好
• 根據默認的併發級別(concurrency level)，Map被分割成16個部分，而且由不一樣的鎖控制
  • 這意味着，同時最多能夠有16個寫線程操做Map
  • 試想一下，由只能一個線程進入變成同時可由16個寫線程同時進入(讀線程幾乎不受限制)，性能的提高是顯而易見的
  • 在迭代遍歷CHM時，keySet返回的iterator是弱一致和fail-safe的，可能不會返回某些最近的改變
  • 而且在遍歷過程當中，若是已經遍歷的數組上的內容變化了，不會拋出ConcurrentModificationExceptoin的異常

不少時候咱們但願在元素不存在時插入元素，咱們通常會像下面那樣寫代碼

• 上面這段代碼在HashMap和HashTable中是好用的，但在CHM中是有出錯的風險的
  • CHM的比HashTable的同步性稍弱
  • 這是由於CHM在put操做時並無對整個Map加鎖，因此一個線程正在put(k,v)的時候
  • 另外一個線程調用get(k)會獲得null，這就會形成一個線程put的值會被另外一個線程put的值所覆蓋
  • 這就是對segment 加鎖的緣由
• 上面的map 僅僅是鎖對象，不表明別的線程不能使用map ，僅僅表明別的線程不能進入該代碼塊
• CHM提供的putIfAbsent(key,value)方法原子性的實現了一樣的功能，同時避免了上面的線程競爭的風險

總結

• CHM容許併發的讀和線程安全的更新操做
• 在執行寫操做時，CHM只鎖住部分的Map
• 併發的更新是經過內部根據併發級別將Map分割成小部分實現的
• 高的併發級別會形成時間和空間的浪費，低的併發級別在寫線程多時會引發線程間的競爭
• CHM的全部操做都是線程安全
• CHM返回的迭代器是弱一致性，fail-safe而且不會拋出ConcurrentModificationException異常
  • 由於每次更新內容時，僅僅是鎖一個segment，不是整個map鎖定
• CHM不容許null的鍵值
• 可使用CHM代替HashTable，但要記住CHM不會鎖住整個Map

從ConcurrentHashMap代碼中能夠看出，它引入了一個「分段鎖」的概念

• 具體能夠理解爲把一個大的Map拆分紅N個小的HashTable，根據key.hashCode()來決定把key放到哪一個HashTable中
• 就是把Map分紅了N個Segment，put和get的時候，都是現根據key.hashCode()算出放到哪一個Segment中