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ConcurrentHashMap的使用

news 来源：原创 2024/9/24 4:58:36

ConcurrentHashMap概述

ConcurrentHashMap是Java 并发包（java.util.concurrent）中提供的一个线程安全且高效的哈希表实现，用于在并发环境中存储键值对，它允许在多个线程之间安全地共享和修改数据，使得开发者无需显式同步代码就能在并发环境下安全使用。与同样是线程安全的哈希表HashTable相比，ConcurrentHashMap具有更高的并发效率。

ConcurrentHashMap的实现

Java7中的实现

在 Java7中，ConcurrentHashMap使用了分段锁（Segment）的技术来实现并发访问的安全性。这个设计思想是将整个ConcurrentHashMap分成若干个Segment（默认为16），每个Segment相当于一个小型的哈希表，拥有自己的锁。这样，在进行put操作时，只需要锁定当前操作Segment而不是整个 Map，多个线程就能同时操作不同的段，在并发环境下将实现更高的吞吐量，而在单线程环境下只损失非常小的性能。Segment使用可重入锁ReentrantLock实现。

Java8中的实现

在 Java8中对ConcurrentHashMap进行了重大改进，具体包括进一步细化了锁粒度，摒弃了原有的分段锁的设计，转而采用了CAS+synchronized的同步方式，锁住的不再是一个段，而是某个节点，即只有HashCode相同的元素才可能阻塞，进一步提高了并发性能。与HashMap一样，Java8中ConcurrentHashMap底层数据结构也由数组+链表改为了数组+链表+红黑树。至于引入红黑树的理由我想和HashMap是一样的。之前写了一篇关于HashMap文章有详细介绍，请参考：【Java集合】HashMap

示例代码

ConcurrentHashMap使用增强for循环或forEach遍历集合时可以删除元素，而不像HashMap、ArrayList等其它集合需要使用迭代器。遍历集合时删除元素问题

public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> conMap = new ConcurrentHashMap<>();for (int i = 0; i < 10; i++) {conMap.put("key"+i, i);}for (Map.Entry<String, Integer> entry : conMap.entrySet()) {int v = entry.getValue();if (v < 5) {conMap.remove(entry.getKey());}}System.out.println(conMap);}
//输出
{key5=5, key6=6, key9=9, key7=7, key8=8}

一个线程对ConcurrentHashMap执行插入，另一个线程可以实时读取，ConcurrentHashMap保证了线程之间的安全性和可见性。

public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> conMap = new ConcurrentHashMap<>();Thread thread1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 10; i++) {conMap.put("key"+i, i);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});Thread thread2 = new Thread(() -> {while (true){System.out.println("size="+conMap.size());try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});thread1.start();thread2.start();
}
//输出
size=0
size=1
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size=10
size=10
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