详解Java中的并发工具类：ConcurrentHashMap案例

原创柔光的暖阳◎ 2024-11-06 08:18 24阅读 0赞

`ConcurrentHashMap` 是 Java 中的一个线程安全的哈希表，它提供了比 `Hashtable` 更高的并发性，并且比 `Collections.synchronizedMap` 方法提供了更好的性能。`ConcurrentHashMap`允许多个读操作同时进行，而写操作则需要进行适当的同步以保持一致性。以下是 `ConcurrentHashMap` 的一些关键特性和使用案例：

###1.基本结构`ConcurrentHashMap`内部使用分段锁（Segment）来实现高并发。它将数据分成多个段，每个段是一个 `ReentrantLock`。这样，当一个线程在操作一个段时，其他线程仍然可以操作其他段，从而提高并发性。

###2.线程安全- **读操作**：`ConcurrentHashMap`允许多个读操作同时进行，不需要加锁。
- **写操作**：写操作（如 `put`、`remove`）需要锁定对应的段，以保证线程安全。

###3.性能由于 `ConcurrentHashMap`只锁定需要修改的段，而不是整个哈希表，因此它在高并发环境下的性能通常优于 `Hashtable` 和 `Collections.synchronizedMap`。

###4. 使用案例####案例1：基本的 `put` 和 `get`操作```javaConcurrentHashMap<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("key1", "value1");
String value = map.get("key1");
```####案例2：使用 `computeIfAbsent`原子更新```javamap.computeIfAbsent("key2", k -> "value2");
```这个操作只有在键不存在时才会添加新值，并且是原子操作。

####案例3：使用 `forEach`遍历```javamap.forEach((key, value) -> {
 System.out.println(key + " : " + value);
});
````ConcurrentHashMap`允许在遍历时进行修改，但需要使用 `forEach` 方法。

###5.缺点- `ConcurrentHashMap` 的迭代器不支持 `remove`操作，如果需要在遍历时删除元素，可以使用 `Iterator` 的 `remove` 方法。
- 在极端情况下，如果所有的写操作都集中在同一个段上，那么这个段的性能可能会下降。

###6.与其他并发集合的比较- **`Hashtable`**：完全同步，性能较低。
- **`Collections.synchronizedMap`**：对整个 Map进行同步，性能低于 `ConcurrentHashMap`。
- **`ConcurrentSkipListMap`**：基于跳表实现，提供了有序的键集合，但不支持分段锁。

###7.总结`ConcurrentHashMap` 是 Java 中一个非常强大的并发工具类，适用于需要高并发访问的哈希表场景。通过合理使用，可以显著提高多线程程序的性能。