HashMap和ConcurrentHashMap

大城市里の小女人 提交于 2020-03-01 09:36:03

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HashMap

Java7中HashMap(数组+单向链表) ​

Java8中的HashMap(数组+链表+红黑树)

ConcurrentHashMap

Java7中的ConcurrentHashMap

Java8中的ConcurrentHashMap(引入红黑树)


HashMap

HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据,大多数情况下可以直接定位到它的值,因而具有很快
的访问速度,但遍历顺序却是不确定的。

HashMap 最多只允许一条记录的键为 null,允许多条记
录的值为 null。

HashMap 非线程安全,即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap,可能会导
致数据的不一致。

如果需要满足线程安全,可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使
HashMap 具有线程安全的能力
,或者使用 ConcurrentHashMap

Java7中HashMap(数组+单向链表) 

大方向上, HashMap 里面是一个数组,然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中,每个绿色
的实体是嵌套类 Entry 的实例, Entry 包含四个属性: key, value, hash 值和用于单向链表的 next
1. capacity:当前数组容量,始终保持 2^n,可以扩容,扩容后数组大小为当前的 2 倍。
2. loadFactor:负载因子,默认为 0.75。
3. threshold:扩容的阈值,等于 capacity * loadFactor

Java8中的HashMap(数组+链表+红黑树)

Java8 对 HashMap 进行了一些修改, 最大的不同就是利用了红黑树,所以其由 数组+链表+红黑
树 组成

根据 Java7 HashMap 的介绍,我们知道,查找的时候,根据 hash 值我们能够快速定位到数组的
具体下标,但是之后的话, 需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的,时间复杂度取决
于链表的长度,为 O(n)
。为了降低这部分的开销,在 Java8 中当链表中的元素超过了 8 个以后,
会将链表转换为红黑树
,在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(logN)


ConcurrentHashMap

1、ConcurrentHashMap 和 HashMap 思路是差不多的,但是因为它支持并发操作,所以要复杂一
些。整个 ConcurrentHashMap 由一个个 Segment 组成, Segment 代表”部分“或”一段“的
意思,所以很多地方都会将其描述为分段锁。注意,行文中,我很多地方用了“槽”来代表一个
segment。

2、简单理解就是, ConcurrentHashMap 是一个 Segment 数组 Segment 通过继承
ReentrantLock 来进行加锁
,所以每次需要加锁的操作锁住的是一个 segment,这样只要保证每
个 Segment 是线程安全的,也就实现了全局的线程安全

Java7中的ConcurrentHashMap

concurrencyLevel:并行级别、并发数、 Segment 数,怎么翻译不重要,理解它。默认是 16,
也就是说 ConcurrentHashMap 有 16 个 Segments,所以理论上, 这个时候,最多可以同时
持 16 个线程并发写
,只要它们的操作分别分布在不同的 Segment 上

这个值可以在初始化的时候设置为其他值,但是一旦初始化以后,它是不可以扩容的

再具体到每个 Segment 内部,其实每个 Segment 很像之前介绍的 HashMap,不过它要保证线程安全,所以处理起来要麻烦些。


Java8中的ConcurrentHashMap(引入红黑树)

 

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