ConcurrentHashMap

1. 简介

          ConcurrentHashMap是线程安全的map,通过索引+synchroninzed的分段式锁实现线程安全。

         在java中hash的实现主要是数组+链表的方式,后来在JDK1.8之后如果数组元素多的情况下会采用数组+红黑树的方式,确定在数组中Index的方式是hash值与数组长度取余,在Java中为了速度更快采用hash&nodes.length。

         给定的默认容量为 16,负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据,当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容,而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作,所以非常消耗性能。

         因此通常建议能提前预估 HashMap 的大小最好,尽量的减少扩容带来的性能损耗。

常用Map对比:

 

类型

创建新节点 的方式

是否线程安全

优缺点

ConcurrentHashMap

Unsafe类的compareAndSwapObject()方法创建新节点

是,通过分段式锁实现,只有put的时候加锁

线程安全,且相对于HashTable更快

HashMap

new节点的方式

快,但是非线程安全

HashTable

new节点的方式

是,通过synchronized方法实现get,put都有锁

 

 

2.Put的步骤

 

 

  1. hash的计算:(hashcode ^ (hashcode >>> 16)) & 0x7fffffff
  2. 获取hash在数组中的索引:index= (n - 1) & hash
  3. 获取指定索引处的元素采取的方式是Unsafe类的getObjectVolatile方法,直接访问内存的方式,更加准确
  4. 当对应索引处为null时,通过Unsafe类的compareAndSwapObject方法创建节点,并放图数组,当向空列表中添加元素的时候不用加锁
  5. 当对应索引不为空时,需要对索引 对应的元素加锁,以此实现 分段式锁

3.GET步骤

获取 元素的时候 不需要加锁

 

 

注意事项

1.如果 key或value为空会 抛出空指针异常

 

Unsafe简介

 

Unsafe类是在sun.misc包下,不属于Java标准。但是很多Java的基础类库,包括一些被广泛使用的高性能开发库都是基于Unsafe类开发的,比如Netty、Hadoop、Kafka等。

 

使用Unsafe可用来直接访问系统内存资源并进行自主管理,Unsafe类在提升Java运行效率,增强Java语言底层操作能力方面起了很大的作用。Unsafe可认为是Java中留下的后门,提供了一些低层次操作,如直接内存访问、线程调度等。

了解更多Unsafe:

http://mishadoff.com/blog/java-magic-part-4-sun-dot-misc-dot-unsafe/

https://www.baeldung.com/java-unsafe

 

### Java `ConcurrentHashMap` 使用与特性 #### 特性概述 `ConcurrentHashMap` 是线程安全的哈希表实现,在高并发环境下提供了高效的读写性能。不同于传统的同步集合类通过锁定整个容器来保证线程安全性,`ConcurrentHashMap` 只对桶(bucket)级别的数据加锁,从而允许多个线程并行访问不同部分的数据[^1]。 #### 基本用法示例 创建和初始化一个简单的 `ConcurrentHashMap`: ```java import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; // 创建一个新的 ConcurrentHashMap 实例 ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); map.put("one", 1); map.put("two", 2); System.out.println(map.get("one")); // 输出: 1 ``` #### 批量操作支持 正如提到的那样,当应用于 `Collection` 视图时,批量操作 (`containsAll`, `removeAll`, 和 `retainAll`) 非常有效。对于 `ConcurrentHashMap` 来说,可以利用其 keySet() 或 entrySet() 方法获取相应的视图来进行这些操作: ```java ConcurrentHashMap<Integer, String> m1 = new ConcurrentHashMap<>(); m1.put(1, "a"); m1.put(2, "b"); ConcurrentHashMap<Integer, String> m2 = new ConcurrentHashMap<>(); m2.put(2, "b"); m2.put(3, "c"); boolean isSubMap = m1.entrySet().containsAll(m2.entrySet()); System.out.println(isSubMap); // false ``` #### 并发更新处理 为了更好地适应多线程环境下的原子性需求,`ConcurrentHashMap` 提供了一些实用的方法用于执行条件性的更新动作而不必担心竞态条件的发生: - `putIfAbsent(K,V)` : 如果指定键不存在,则将其关联到给定值。 - `replace(K,V,V)` :仅当当前映射存在且等于预期旧值时替换为新值。 - `computeIfPresent/K computeIfAbsent/...`: 更灵活地基于现有条目的状态计算新的映射关系。 ```java String oldValue = map.replace("key", "oldValue", "newValue"); if (oldValue != null) { System.out.println("Replaced successfully."); } else { System.out.println("Replacement failed or no such element."); } ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值