1.HashMap与ConcurrentHashMap的区别与应用场景
从JDK1.5开始加入了ConcurrentHashMap，在面试的过程中我问过很多程序员，HashpMap与ConcurrentHashMap的区别是什么呢。我得到的回答一般都是HashpMap不是线程安全的，ConcurrentHashMap是线程安全的。这个结论很笼统。下面我来详细的举例说明他们之间的区别。
1 HashMap与ConcurrentHashMap多线程同步的误区
使用了ConcurrentHashMap就意味着多线程环境中的数据是线程同步的吗？
答案是不一定。用以下代码来作为示例来说明.
1.1 编码思路
- 分别创建一个全局HashMap和一个全局ConcurrentHashMap
- 分别赋予初始值。
- 多线程修改这两个集合
- 然后输出值，比较最终结果。
1.2 需要验证的结论
- HashMap在多线程情况下操作不能保证数据同步。
- ConcurrentHashMap多线程操作同样不能保证数据同步。
1.3 验证代码
- Demo1类，验证HashMap多线程操作数据不同步.
package com.dashidan.faq; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * * 大屎蛋教程网-dashidan.com * HashMap与ConcurrentHashMap的区别于应用场景 * Created by 大屎蛋 on 2018/5/18. */ public class Demo1 { public static void main(String[] args) { /** 全局HashMap*/ HashMap<Integer, Integer> hashMap = new HashMap(); hashMap.put(0, 0); /** 多线程编辑100次*/ for (int i = 0; i < 100; i++) { new Thread(new EditThread(hashMap)).start(); } /** 读取线程*/ new Thread(new ReadThread(hashMap)).start(); /** 输出最终结果*/ System.out.println("Demo1 main value " + hashMap.get(0)); } } class EditThread implements Runnable { Map<Integer, Integer> hashMap; public EditThread(Map<Integer, Integer> hashMap) { this.hashMap = hashMap; } @Override public void run() { hashMap.put(0, hashMap.get(0) + 1); } } class ReadThread implements Runnable { Map<Integer, Integer> hashMap; public ReadThread(Map<Integer, Integer> hashMap) { this.hashMap = hashMap; } @Override public void run() { System.out.println("value " + hashMap.get(0)); } }输出结果
Demo1 main value 76 value 94这里每次运行的结果可能会不一样。
- Demo2类，验证ConcurrentHashMap多线程操作数据不同步.
package com.dashidan.faq; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /** * Created by bj on 2018/5/18. */ public class Demo2 { public static void main(String[] args) { /** 全局ConcurrentHashMap*/ ConcurrentHashMap<Integer, Integer> hashMap = new ConcurrentHashMap(); hashMap.put(0, 0); /** 多线程编辑100次*/ for (int i = 0; i < 100; i++) { new Thread(new EditThread(hashMap)).start(); } /** 读取线程*/ new Thread(new ReadThread(hashMap)).start(); /** 输出最终结果*/ System.out.println("Demo2 main value " + hashMap.get(0)); } }输出结果:
Demo2 main value 81 value 84多次运行，输出的结果可能不一致。这样说明多线程修改ConcurrentHashMap中的数据，不能保证多线程同步。需要进行加锁或者其他能达到线程同步的方式配合使用。
2 HashMap应用场景
2.1 HashpMap多线程情况下的ConcurrentModificationException
当方法检测到对象的并发修改(单线程情况也可能)，但不允许这种修改时，抛出ConcurrentModificationException异常。
package com.dashidan.faq; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.Random; /** * 大屎蛋教程网-dashidan.com * HashMap与ConcurrentHashMap的区别于应用场景 * Created by 大屎蛋 on 2018/5/18. */ public class Demo3 { public static void main(String[] args) { /** 全局HashMap*/ HashMap<Integer, Integer> hashMap = new HashMap(); /** 多线程编辑100次*/ for (int i = 0; i < 1000; i++) { hashMap.put(i, i); } new Thread(new AddThread(hashMap)).start(); new Thread(new RemoveThread(hashMap)).start(); /** 读取线程*/ new Thread(new IteratorThread(hashMap)).start(); /** 输出最终结果*/ } } class AddThread implements Runnable { Map<Integer, Integer> hashMap; public AddThread(Map<Integer, Integer> hashMap) { this.hashMap = hashMap; } @Override public void run() { while (true) { int random = new Random().nextInt(); hashMap.put(random, random); } } } class RemoveThread implements Runnable { Map<Integer, Integer> hashMap; public RemoveThread(Map<Integer, Integer> hashMap) { this.hashMap = hashMap; } @Override public void run() { int random = new Random().nextInt(1000); while (true) { hashMap.remove(random); } } } class IteratorThread implements Runnable { Map<Integer, Integer> hashMap; public IteratorThread(Map<Integer, Integer> hashMap) { this.hashMap = hashMap; } @Override public void run() { System.out.println("------------------ " + hashMap.size()); for (Integer value : hashMap.values()) { // System.out.println("value " + value); } System.out.println("+++++++++++++++++++ " + hashMap.size()); } }输出结果:
------------------ 1259 Exception in thread "Thread-2" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1429) at java.util.HashMap$ValueIterator.next(HashMap.java:1458) at com.dashidan.faq.IteratorThread.run(Demo3.java:78) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745输出结果可能不一致，多次运行有几率出现ConcurrentModificationException异常.这个异常会导致程序运行停止.
2.3 推荐HashMap应用场景
上文中的输出示例验证了多线程操作下HashMap无法保证数据同步，多线程修改HashMap并且有遍历的操作时，可能会产生ConcurrentModificationException异常。所以，推荐的HashMap应用场景是单线程运行环境，并且不需要遍历操作的场景。
这个推荐场景不是硬性条件。比如多线操作HashMap，我们通过加锁或者加入同步控制依然能正常应用HashMap，只是需要加上同步操作的代价。
3 推荐ConcurrentHashMap应用场景
ConcurrentHashMap所有操作都是线程安全的，但获取操作不必锁定，并且不支持以某种防止所有访问的方式锁定整个表。获取操作（包括 get）通常不会受阻塞，因此，可能与更新操作交迭（包括 put 和 remove）。在创建迭代器/枚举时或自此之后，Iterators 和 Enumerations返回在某一时间点上影响哈希表状态的元素。它们不会 抛出 ConcurrentModificationException。
在上文中的HashMap示例中，我们将HashMap改为ConcurrentHashMap，来看看会发生什么.以下示例代码：
package com.dashidan.faq; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /** * 大屎蛋教程网-dashidan.com * HashMap与ConcurrentHashMap的区别于应用场景 * Created by 大屎蛋 on 2018/5/18. */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) { /** 全局ConcurrentHashMap*/ ConcurrentHashMap<Integer, Integer> hashMap = new ConcurrentHashMap(); /** 多线程编辑1000次*/ for (int i = 0; i < 1000; i++) { hashMap.put(i, i); } new Thread(new AddThread(hashMap)).start(); new Thread(new RemoveThread(hashMap)).start(); /** 读取线程*/ new Thread(new IteratorThread(hashMap)).start(); } }输出结果
------------------ 1381 +++++++++++++++++++ 3072每次运行输出结果可能会不一致。这个是多线程操作下，不能保证插入顺序，所以插入的随机值位置不固定。输出遍历前h后的ConcurrentHashMap长度不一致。
这种情况说明，在遍历ConcurrentHashMap时如果遍历过程中，该集合的机构发生变化，比如put,remove数据。这时不会抛出ConcurrentModificationException，能够正常遍历完成ConcurrentHashMap.
- ConcurrentHashMap推荐应用场景 多线程对HashMap数据添加删除操作时，可以采用ConcurrentHashMap。
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