前言:
在刚开始学Java并发编程时,我对着 HashMap 和 Hashtable 简直头大——一个快是快但多线程一用就乱,一个安全是安全但慢得像蜗牛。直到遇见 ConcurrentHashMap ,才发现原来线程安全和高效并发真能和平共处!今天就用我这个新手能听懂的话,聊聊它到底是个啥,为啥这么牛。 一、为啥非得有个ConcurrentHashMap? 先吐槽下我踩过的坑:
HashMap的"坑爹"时刻 :有次多线程往HashMap里塞数据,结果取出来的值莫名其妙被覆盖了!后来才知道它根本不是线程安全的,JDK7以前甚至会因为扩容搞出死循环,CPU直接飙到100%(亲身经历,电脑烫得能煎蛋)。
Hashtable的"龟速"困境 :老师说Hashtable安全,我就换了它。结果10个线程一起写数据,CPU倒是不炸了,但线程们排着队等锁,感觉像10个人挤一个厕所,效率低到想哭。
这时候 ConcurrentHashMap 就像救星一样出现了——它的任务就是: 让多线程同时操作也不乱,还能跑得飞快 。 二、ConcurrentHashMap是怎么做到的?(用大白话讲设计) 它最牛的地方,其实就是把"锁"变得更聪明了。就像食堂打饭,以前Hashtable是全校人挤一个窗口(全表锁),现在ConcurrentHashMap搞了好几个窗口,大家各排各的队。
- JDK7:把大锁拆成16把小锁(分段锁)
我把它想象成一个"带16个抽屉的柜子":
- 每个抽屉就是一个 Segment (小HashMap),自带一把锁
- 存数据时先算哈希值,看它该进哪个抽屉
- 只锁这个抽屉,其他抽屉随便别人用 比如默认16个抽屉,理论上能16个人同时往里塞东西,比Hashtable一个人塞快多了!但缺点也明显:抽屉数量固定死了(默认16个),要是大家都往第3个抽屉塞,还是会挤;而且找东西得先开柜子再开抽屉,麻烦。
- JDK8+:用"小聪明"减少上锁(CAS+局部锁)
JDK8彻底把柜子拆了,换成了"带很多小格子的笔记本"(像Excel表),每个格子里可能是链表(一串珠子)或红黑树(长得像圣诞树的结构,查东西快)。
它的聪明之处在于:
- 读数据不用锁 :格子里的数据都贴了"即时贴"( volatile 修饰),谁看都是最新的,不用等
- 写数据尽量不锁 :
- 如果格子是空的,直接用"便利贴"贴上(CAS操作),不用锁
- 如果格子里有东西,只锁这个格子的第一个元素( synchronized 锁头节点),其他格子随便动 这就像:大家在笔记本上记东西,谁想写第5行就临时占住第5行的开头,别人照样写第6行、第7行,冲突少多了! 三、新手必须知道的几个"小脾气"
- 不准存null值?
刚开始我奇怪为啥key和value不能是null,后来想通了:多个人一起写的时候,"没这个key"和"有key但值是null"根本分不清!就像小组作业里有人写"无",有人空着,老师哪知道谁忘写了?所以它干脆不让存null,省得扯皮。
- 迭代器会"走神"?
有次我边迭代边让别人往里加数据,结果新数据没显示出来,我还以为程序坏了。原来这叫"弱一致性"——迭代器就像拍照片,拍完后别人再往相册加照片,你手里的照片不会自动更新,但也不会报错。对于新手来说,记住"迭代时别指望看到实时数据"就行。
- size()不是精确数?
调用 size() 时返回的可能不是最新值。就像数教室里的人,你数到一半有人进来有人出去,结果肯定不准。但它用了个聪明办法:平时记个基础数( baseCount ),人多的时候分几个小本子记( counterCells ),最后加起来估算。虽然不精确,但快啊! 四、啥时候该用它?(新手选Map指南) 数据结构 能不能多线程用? 速度怎么样? 适合场景 HashMap 不能(会乱) 飞快 单线程存数据 Hashtable 能(全表锁) 超慢 几乎没人用了 ConcurrentHashMap 能(聪明锁) 很快 多线程同时读写(比如缓存)
简单说:只要多线程要操作键值对,选ConcurrentHashMap准没错! 五、新手用它的小技巧
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别用太老的JDK :JDK8以后的版本才是"聪明锁",性能比JDK7好太多
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提前想好多大 :初始化时设个合适的容量( initialCapacity ),别让它老扩容(就像提前买个大书包,省得东西多了老换包)
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别纠结迭代时的数据实时性 :它本来就不是为"实时精确"设计的,追求快就别太较真 六、我总算搞懂了啥? ConcurrentHashMap就像个"会管理秩序的共享笔记本":
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JDK7时靠"分抽屉+小锁"让大家别挤;
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JDK8以后靠"便利贴(CAS)+ 锁单页"让效率更高;
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从始至终都在解决一个问题: 让多个人同时用还不出乱子,还不耽误时间