学习笔记 --- Java 并发编程总结值 集合 ConcurrentHashMap

并发容器

Java5.0开始针对多线程并发访问设计,提供了并发性能较好的并发容器,引入了java.util.concurrent包。与Vector和Hashtable、Collections.synchronizedXxx()同步容器等相比,util.concurrent中引入的并发容器主要解决了两个问题: 

1)根据具体场景进行设计,尽量避免synchronized,提供并发性。 
2)定义了一些并发安全的复合操作,并且保证并发环境下的迭代操作不会出错

util.concurrent中容器在迭代时,可以不封装在synchronized中,可以保证不抛异常,但是未必每次看到的都是"最新的、当前的"数据。

  • ConcurrentHashMap代替同步的Map(Collections.synchronized(new HashMap()))
  • CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet分别代替List和Set,主要是在遍历操作为主的情况下来代替同步的List和同步的Set,这也就是上面所述的思路:迭代过程要保证不出错,除了加锁,另外一种方法就是"克隆"容器对象。
  • ConcurrentLinkedQuerue是一个先进先出的队列。它是非阻塞队列。
  • ConcurrentSkipListMap可以在高效并发中替代SoredMap(例如用Collections.synchronzedMap包装的TreeMap)
  • ConcurrentSkipListSet可以在高效并发中替代SoredSet(例如用Collections.synchronzedSet包装的TreeMap)

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap为了提高本身的并发能力,在内部采用了一个叫做Segment的结构,一个Segment其实就是一个类Hash Table的结构,Segment内部维护了一个链表数组,我们用下面这一幅图来看下ConcurrentHashMap的内部结构:

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从上面的结构我们可以了解到,ConcurrentHashMap定位一个元素的过程需要进行两次Hash操作,第一次Hash定位到Segment,第二次Hash定位到元素所在的链表的头部,因此,这一种结构的带来的副作用是Hash的过程要比普通的HashMap要长,但是带来的好处是写操作的时候可以只对元素所在的Segment进行加锁即可,不会影响到其他的Segment,这样,在最理想的情况下,ConcurrentHashMap可以最高同时支持Segment数量大小的写操作(刚好这些写操作都非常平均地分布在所有的Segment上),所以,通过这一种结构,ConcurrentHashMap的并发能力可以大大的提高

应用场景

大家都知道HashMap是非线程安全的,Hashtable是线程安全的,但是由于Hashtable是采用synchronized进行同步,相当于所有线程进行读写时都去竞争一把锁,导致效率非常低下。

ConcurrentHashMap可以做到读取数据不加锁,并且其内部的结构可以让其在进行写操作的时候能够将锁的粒度保持地尽量地小,不用对整个ConcurrentHashMap加锁。

参考:

https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3932905.html

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