ConcurrentHashMap 的使用及其原理

末蓝、 2023-06-25 15:27 25阅读 0赞

在java中Map中的实现有HashMap、HashTable、LinkedHashMap等，其中最常用的有HashMap和HashTable，那么HashMap为什么很常用呢？因为HashMap的效率更高些，如果不是在多线程的环境下，不考虑线程安全问题，HashMap绝对是首选项，HashMap通过计算hash值实现快速查找的功能，所以查找的效率特别的高，那么HashMap的结构是什么样子的呢？

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HashMap就是这种数组加上链表的结构使得查询的速度非常快，也是通过链表的方式解决了hash冲突问题，但是如果通过hash算法得到的值总是同一个那么链表就会非常的长，或者是每次计算的hash的值都不一样，为了解决这些问题问题，在JDK8中，HashMap使用红黑树的数据结构取代了链表机构。

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当然也说到了，hashMap会出现线程安全问题，那么谁是线程安全的呢？HashTable是线程安全的，因为hashTable底层使用了synchronized关键字，保证了线程安全问题，但是如果一个线程访HashTable的同步方法时，其它线程也来访问，那么只能进入阻塞或是轮询状态，所以效率非常的低下。那么有没有既线程安全有速度快的Map呢，当然有了，ConcurrentHashMap就是这样的Map，hashTable之所以慢的原因是所有访问HashTable的线程都必须竞争一把锁，无论访问hashTable中的哪些数据都是竞争一把锁，ConcurrentHashMap的巧妙之处就在于把数据分成很多部分，每一部分加一把锁，每个线程访问的数据不同，线程之间就不会存在竞争同一把锁的情况，这就是ConcurrentHashMap的分段锁，既给数据加了锁，保证了数据的安全性，也减少了锁的竞争，提高了性能，那么ConcurrentHashMap的结构又是什么样的呢？

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如图所示，ConcurrentHashMap是由Segment数组和hashEntry数组组成，Segment是一种可重入锁，hashEntry则是用来存放键值对的数据的，在每一个ConcurrentHashMap中都包含一个Segment数组，Segment的结构则是类似hashMap的结构，是数组加链表的结构，每一个Segment里都包含一个HashEntry数组，当线程想要处理hashEntry中的数据时，首先要先获得该hashEntry的Segment锁，这样就保证了ConcurrentHashMap中hashEntry里的数据的安全问题，因此ConcurrentHashMap比hashTable的效率更高，比HashMap更加安全，当你既要考虑安全问题又要考虑性能问题时，ConcurrentHashMap是一个不错的选择。

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