分段鎖——ConcurrentHashMap

一、線程不安全的HashMap
由於多線程環境下，使用Hashmap進行put操做會引發死循環，致使CPU利用率接近100%，因此在併發狀況下不能使用HashMap。

二、效率低下的HashTable容器
HashTable容器使用synchronized來保證線程安全，但在線程競爭激烈的狀況下HashTable的效率很是低下。由於當一個線程訪問HashTable的同步方法時，其餘線程訪問HashTable的同步方法時，可能會進入阻塞或輪詢狀態。如線程1使用put進行添加元素，線程2不但不能使用put方法添加元素，而且也不能使用get方法來獲取元素，因此競爭越激烈效率越低。

三、ConcurrentHashMap分段鎖技術
ConcurrentHashMap是Java 5中支持高併發、高吞吐量的線程安全HashMap實現。

咱們以ConcurrentHashMap來講一下分段鎖的含義以及設計思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱爲Segment，相似於HashMap（JDK7與JDK8中HashMap的實現）的結構，即內部擁有一個Entry數組，數組中的每一個元素又是一個鏈表；同時又是一個ReentrantLock（Segment繼承了ReentrantLock)。

當須要put元素的時候，並非對整個hashmap進行加鎖，而是先經過hashcode來知道他要放在哪個分段中，而後對這個分段進行加鎖，因此當多線程put的時候，只要不是放在一個分段中，就實現了真正的並行的插入。

可是，在統計size的時候，可就是獲取hashmap全局信息的時候，就須要獲取全部的分段鎖才能統計。

分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度，當操做不須要更新整個數組的時候，就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操做。

四、用法
模擬信息的發送和接收，場景是這樣的：
服務器向客戶端發送信息，要保證信息100%的發送給客戶端，那麼發給客戶端以後，客戶端返回一個消息告訴服務器，已經收到。當服務器一直沒有收到客戶端返回的消息，那麼服務器會一直髮送這個信息，直到客戶端接收並確認該信息，這時候再刪除重複發送的這個信息。

爲了模擬該場景，這裏寫兩個線程，一個是發送線程，一個是接收線程，把要發送的信息保存到線程安全的對象裏面，防止發生線程安全問題，這裏採用ConcurrentHashMap。

a、SendThread：信息從新發送類

package com.lynch.lock; import java.util.Map.Entry; /** * * * @author Lynch */
public class SendThread extends Thread { @Override public void run() { try { sleep(6000); while (ConcurrentHashMapTest.pushMessage.size() > 0) { for (Entry<Integer, String> hashMap : ConcurrentHashMapTest.pushMessage.entrySet()) { System.out.println("消息id:" + hashMap.getKey()+ "未發送成功，在此重發:" + hashMap.getValue()); } sleep(1000); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

b、ReceiveThread：信息接收類

package com.lynch.lock; import java.util.Map.Entry; /** * 接收發送過來的信息，並從內存中刪除 * * @author Administrator * */
public class ReceiveThread extends Thread { @Override public void run() { try { for (int i = 0; i < 100000; i++) { sleep(2000); for (Entry<Integer, String> map : ConcurrentHashMapTest.pushMessage.entrySet()) { if (map.getKey() == i) { System.out.println("成功收到id爲：" + map.getKey() + "返回的信息，刪除該元素"); ConcurrentHashMapTest.pushMessage.remove(map.getKey()); } } System.out.println("內存對象中的元素數量爲：" + ConcurrentHashMapTest.pushMessage.size()); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

 

c、ConcurrentHashMapTest：主類入口

package com.lynch.lock; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /** * 模擬信息的發送和接收 * * @author Lynch */
public class ConcurrentHashMapTest { public static ConcurrentHashMap<Integer, String> pushMessage = new ConcurrentHashMap<Integer, String>(); public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 5; i++) { pushMessage.put(i, "該消息是id爲" + i + "的消息"); } Thread sendThread = new SendThread(); Thread receiveThread = new ReceiveThread(); sendThread.start(); receiveThread.start(); for (int i = 5; i < 10; i++) { pushMessage.put(i, "該消息是id爲" + i + "的消息"); } } }

這樣兩個線程能夠輪流的進行各自的事情，而且不會形成數據安全的問題。用這種方式，再結合Androidpn的推送機制，會更加符合實際生產中的應用。