ConcurrentHashMap是HashMap的一个子类，被设计用于多线程环境中。它保持了一个可配置的并发级别（默认值为16），这可以在创建地图时指定。并发级别越高，越多的线程可以同时访问它的桶，但如果所有的getEnumerators()没有被适当地同步，这可能会导致更多的争论。这个Java编程教程讨论了Java中的ConcurrentHashMap，并在适当的地方提供了代码示例。
什么是Java中的ConcurrentHashMap？
在Java中，ConcurrentHashMap是一种数据结构，用于以并发的方式存储和检索数据。这种数据结构被设计用于多线程应用程序，其中多个线程并发地读写哈希图。
ConcurrentHashMap是一个Java类，它可以让多个线程在同一时间点访问地图。它是Java集合框架的一部分，它为应用程序提供了一种有效处理地图并发更新的方法。
ConcurrentHashMap类提供了几个方法来对地图进行基本操作，比如将值放入地图和从地图中获取值。此外，该类还提供了一些方法来进行更高级的操作，比如在地图中迭代键值对，或者检索与给定值相关的一组键。
开发人员为什么要使用ConcurrentHashMap？
ConcurrentHashMap是一个强大的数据结构，使Java开发者能够以安全、高效的方式处理并发数据。ConcurrentHashMap提供了许多特性，使它很适合处理并发数据，包括：
- 原子操作：ConcurrentHashMap上的所有操作都是原子性的，这意味着你可以安全地执行并发数据访问。
- 无锁：ConcurrentHashMap被设计成无锁的，这意味着不需要为了读或写数据而获得一个锁。这使得ConcurrentHashMap在多线程环境中使用时非常高效。
- 可扩展性：ConcurrentHashMap被设计成可扩展的，这意味着它可以有效地处理大量的数据。
ConcurrentHashMap在Java中是如何工作的？
ConcurrentHashMap是一个强大的数据结构，能够对数据进行快速、线程安全的操作。该地图通过允许每个线程安全地访问和修改数据而不必担心其他线程的干扰。这是通过使用一种特殊的锁定机制来实现的，这种机制在同一时间只允许一个线程访问该数据。
这种锁机制被称为分段锁。它的工作原理是将数据分成小段，然后允许每个线程一次锁定一个段。这样一来，多个线程可以同时处理数据，但它们永远不会同时处理相同的数据。
分段锁是通过一个特殊的Java类实现的，这个类叫做ReentrantLock。ReentrantLock是一个强大的同步工具，允许线程安全地锁定数据结构。它被许多Java类所使用，包括ConcurrentHashMap。
ReentrantLock类有两个主要方法：lock（）和unlock（）。当一个线程调用**lock()**时，它将试图获得数据结构的锁。如果锁是可用的，线程将获得它，然后可以安全地访问和修改数据。
在没有锁的情况下，线程将等待，直到其他线程释放它。一旦线程获得了锁，它就可以执行关键部分的代码，然后通过调用**unlock()**方法释放它。
ReentrantLock类也有一个**tryLock()**方法，它允许线程尝试获取锁而不需要等待。这在你不希望在锁不可用的情况下阻塞其他线程的情况下是很有用的。
如何在Java中为ConcurrentHashMap编程
ConcurrentHashMap类扩展自HashMap类，它被实现为支持并发访问。它也是线程安全的，这意味着多个线程可以访问它而没有任何问题。要创建一个ConcurrentHashMap，你可以编写以下Java代码：
ConcurrentHashMap concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap();
下面的代码列表可以用来在ConcurrentHashMap中存储项目，然后在控制台窗口显示它们：
import java.util.concurrent.*;
class MyConcurrentHashMap {
public static void main(String[] args)
{
ConcurrentHashMap<String, String> concurrentHashMap
= new ConcurrentHashMap<>();
concurrentHashMap.put("P001", "Lenovo Legion");
concurrentHashMap.put("P002", "DELL Inspiron");
concurrentHashMap.put("P003", "Lenovo ThinkPad");
System.out.println(concurrentHashMap);
}
}
什么时候在Java中使用ConcurrentHashMap？
当多个线程在同一时间点访问一个数据结构时，会导致不可预测的结果甚至是死锁。这意味着，如果你要实现你自己的版本，你需要通过使用同步原语（如锁或信号）来确保它是线程安全的。
ConcurrentHashMap是高性能应用程序的最佳选择，因为它提供了快速的查找和插入时间。它提供了一些功能，使其非常适合这种类型的环境，包括锁定和解锁单个桶的能力，以及原子化地添加和删除元素。
基本上，只要你需要一个在使用时不会阻塞的并发地图，你就应该使用它。例如，如果你正在处理大量的线程安全数据，或者你需要从多个线程访问地图，ConcurrentHashMap是一个不错的选择。如果你需要存储大量的数据，并且希望从多个线程访问这些数据，它也是一个不错的选择。
ConcurrentHashMap被设计成可以被多个线程访问以读取或写入数据。你可以在不锁定整个对象的情况下从多个线程访问它，所以当一个线程在访问它的时候锁定了程序的另一部分，你就不必等待。
ConcurrentHashMap还支持原子**putIfAbsent()和get()**操作，允许你只锁定那个存在的项目，以便分别从地图中添加新数据或检索现有数据，如果其他线程已经在这个地图中的其他条目上运行这些操作，则不会产生任何死锁。
当使用Hashtable或同步集合时，整个集合在读和写的过程中被锁定。而使用ConcurrentHashMap时，只有需要的元素在读写时被锁定。这允许更好的性能，因为不止一个线程可以同时读取数据。
如果你需要对映射中的元素进行顺序访问，请不要使用它。并发地图不能保证一个项目在另一个项目被修改后立即可用；在任何时间点都可能有其他线程在修改它的不同部分这意味着修改后没有保证的排序。
Java中的ConcurrentHashMap vs HashMap
首先，ConcurrentHashMap类是为用于并发数据访问而设计的，而Hashtable类则不是。这意味着ConcurrentHashMap类可以被多个线程安全地并发使用，没有数据损坏或竞赛条件的风险。
其次，ConcurrentHashMap类比Hashtable类更有效率。它使用基于哈希的算法来存储和检索数据，这使得它的速度更快，可扩展性更强。最后，ConcurrentHashMap类提供了许多Hashtable类所没有的强大功能。这些功能包括支持锁定、驱逐和迭代条目，以及从地图中添加和删除条目。
在一些不同的情况下，使用ConcurrentHashMap而不是普通的HashMap是有意义的。一个常见的情况是，你需要同时支持多个读者和写者。例如，在一个Web应用程序中，多个用户同时访问数据就属于这种情况。
ConcurrentHashMap有用的另一个场景是当你需要执行频繁的读取和不频繁的写入。在这种情况下，使用ConcurrentHashMap会更有效率，因为写不会阻塞读。
ConcurrentHashMap是高性能、多线程应用程序的理想选择。如果你需要从多个线程访问和更新一个地图，ConcurrentHashMap是最好的选择。它提供了HashMap的所有操作，并且还允许读、写和更新的并发访问。
Java中ConcurrentHashMap与Hashtable的比较
ConcurrentHashMap使用多个锁，所以地图的不同部分可以并发更新，而不会互相阻塞。另一方面，Hashtable对整个地图使用一个锁，这可能导致性能问题。然而，与Hashtable不同，当锁不可用时，对ConcurrentHashMap的访问通常不会被阻塞。这使得从ConcurrentHashMap中检索数据的并发性大大增加。
在更新ConcurrentHashMap时，多个线程可以锁定地图的不同部分进行更新。锁的数量在创建时可以配置，如果需要可以调整。
锁定地图的一个部分，只是阻止其他线程更新被锁定的部分；并不阻止其他线程读取地图中未被锁定的其他部分。与Hashtable不同，ConcurrentHashMap中不允许出现空键和空值。
什么时候不在Java中使用ConcurrentHashMap？
如果你需要保持元素的插入顺序，ConcurrentHashMap不是一个好选择。这是因为ConcurrentHashMap的内部结构是基于哈希代码的，这意味着元素的插入顺序不会被保留。
另一种使用ConcurrentHashMap不理想的情况是当你需要同步访问整个地图时。这是因为地图的每个区段都是独立锁定的，所以锁定整个地图就需要单独锁定每个区段，这将是低效的。
关于Java中ConcurrentHashMap的最终想法
ConcurrentHashMap是一个Java类，允许多个线程同时访问地图。它是Java集合框架的一部分，它为应用程序提供了一种有效处理地图并发更新的方法。ConcurrentHashMap与传统的HashMap不同，它使用一个锁来确保每次只有一个线程可以修改地图。这可以防止数据损坏和竞赛条件。
ConcurrentHashMap是Map接口的一个扩展，可以同时容纳多个条目。你可以利用ConcurrentHashMap对其键和值的集合进行并发更新，而不需要在任何相当长的时间内锁定读者或写者。ConcurrentHashMap的主要特点是：性能、可扩展性和线程安全，这对并发编程至关重要。
