关于java:HashMap

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数据结构

HashMap 的数据结构是数组 + 链表。数组中存储的是 Entry 对象,数组中的每一个 Entry 元素,又是一个链表的头节点。

线程平安

1. 在 JDK1.7 中,当并发执行扩容操作时会造成环形链和数据失落的状况。

2. 在 JDK1.8 中,在并发执行 put 操作时会产生数据笼罩的状况。
put 操作时会判断是否呈现 hash 碰撞,假如两个线程 A、B 都在进行 put 操作,并且 hash 函数计算出的插入下标是雷同的,当线程 A 执行完判断是否呈现 hash 碰撞后因为工夫片耗尽导致被挂起,而线程 B 失去工夫片后在该下标处插入了元素,实现了失常的插入,而后线程 A 取得工夫片,因为之前曾经进行了 hash 碰撞的判断,所有此时不会再进行判断,而是间接进行插入,这就导致了线程 B 插入的数据被线程 A 笼罩了,从而线程不平安。

线程平安的 HashMap

线程平安的有 HashTable 还有 Collections.synchronizedMap, 两种汇合保障线程平安的计划都是整个汇合加锁。保障线程平安的状况下也升高了效率。
ConcurrentHashMap 在保障线程平安的状况下进步运行效率。

ConcurrentHashMap 数据结构

ConcurrentHashMap 的根本构造是 Segment 数组,每一个 Segment 是一个独立的 HashMap, 当咱们在操作数据时,会对每个独立的 Segment 加锁,并不影响其余的 Segment 读取操作。

Get 办法:

1. 为输出的 Key 做 Hash 运算,失去 hash 值。

2. 通过 hash 值,定位到对应的 Segment 对象

3. 再次通过 hash 值,定位到 Segment 当中数组的具体位置。

Put 办法:

1. 为输出的 Key 做 Hash 运算,失去 hash 值。

2. 通过 hash 值,定位到对应的 Segment 对象

3. 获取可重入锁
4. 再次通过 hash 值,定位到 Segment 当中数组的具体位置。
5. 插入或笼罩 HashEntry 对象。
6. 开释锁。

JDK1.8 的实现曾经摒弃了 Segment 的概念,而是间接用 Node 数组 + 链表 + 红黑树的数据结构来实现,并发管制应用 Synchronized 和 CAS 来操作,整个看起来就像是优化过且线程平安的 HashMap,尽管在 JDK1.8 中还能看到 Segment 的数据结构,然而曾经简化了属性,只是为了兼容旧版本.

JDK1.8 版本的 ConcurrentHashMap 的数据结构曾经靠近 HashMap,相对而言,ConcurrentHashMap 只是减少了同步的操作来管制并发,从 JDK1.7 版本的 ReentrantLock+Segment+HashEntry,到 JDK1.8 版本中 synchronized+CAS+HashEntry+ 红黑树, 相对而言,总结如下思考

  • JDK1.8 的实现升高锁的粒度,JDK1.7 版本锁的粒度是基于 Segment 的,蕴含多个 HashEntry,而 JDK1.8 锁的粒度就是 HashEntry(首节点)
  • JDK1.8 版本的数据结构变得更加简略,使得操作也更加清晰晦涩,因为曾经应用 synchronized 来进行同步,所以不须要分段锁的概念,也就不须要 Segment 这种数据结构了,因为粒度的升高,实现的复杂度也减少了
  • JDK1.8 应用红黑树来优化链表,基于长度很长的链表的遍历是一个很漫长的过程,而红黑树的遍历效率是很快的,代替肯定阈值的链表,这样造成一个最佳拍档
  • JDK1.8 为什么应用内置锁 synchronized 来代替重入锁 ReentrantLock,我感觉有以下几点
    1. 因为粒度升高了,在相对而言的低粒度加锁形式,synchronized 并不比 ReentrantLock 差,在粗粒度加锁中 ReentrantLock 可能通过 Condition 来管制各个低粒度的边界,更加的灵便,而在低粒度中,Condition 的劣势就没有了
    2.JVM 的开发团队素来都没有放弃 synchronized,而且基于 JVM 的 synchronized 优化空间更大,应用内嵌的关键字比应用 API 更加天然
    3. 在大量的数据操作下,对于 JVM 的内存压力,基于 API 的 ReentrantLock 会开销更多的内存,尽管不是瓶颈,然而也是一个抉择根据。
正文完
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