我有一个映射,这是由几个线程并发修改。

在Java API中似乎有三种不同的同步Map实现:

哈希表 collections . synchronizedmap(地图) ConcurrentHashMap

根据我的理解,Hashtable是一个旧的实现(扩展了过时的Dictionary类),后来为了适应Map接口而进行了调整。虽然它是同步的,但它似乎有严重的可伸缩性问题,不推荐用于新项目。

那另外两个呢?Collections.synchronizedMap(Map)和ConcurrentHashMaps返回的Map之间有什么区别?哪一种适合哪种情况?


当前回答

如果可以使用ConcurrentHashMap,则首选它——尽管它至少需要Java 5。

它被设计成在多线程使用时可以很好地扩展。当一次只有一个线程访问Map时,性能可能会稍微差一些,但当多个线程并发访问映射时,性能会显著提高。

我找到了一篇博客文章,它复制了优秀的《Java并发实践》一书中的一个表格,我强烈推荐这本书。

集合。synchronizedMap只有在需要用其他特征(可能是某种有序映射,如TreeMap)来包装映射时才有意义。

其他回答

Hashtable的“可伸缩性问题”在Collections.synchronizedMap(Map)中以完全相同的方式呈现——它们使用非常简单的同步,这意味着同一时间只有一个线程可以访问映射。

当您有简单的插入和查找时,这不是什么大问题(除非您做得非常密集),但是当您需要遍历整个Map时,这就变成了一个大问题,对于一个大型Map来说,这可能会花费很长时间——当一个线程这样做时,所有其他线程都必须等待,如果它们想要插入或查找任何东西。

ConcurrentHashMap使用非常复杂的技术来减少对同步的需求,并允许多线程在不同步的情况下进行并行读访问,更重要的是,它提供了一个不需要同步的迭代器,甚至允许在交互期间修改Map(尽管它不保证在迭代期间插入的元素是否会返回)。

你对哈希表的看法是对的,你可以忘了它。

你的文章提到,虽然HashTable和同步包装器类通过一次只允许一个线程访问映射来提供基本的线程安全,但这并不是“真正的”线程安全,因为许多复合操作仍然需要额外的同步,例如:

synchronized (records) {
  Record rec = records.get(id);
  if (rec == null) {
      rec = new Record(id);
      records.put(id, rec);
  }
  return rec;
}

但是,不要认为ConcurrentHashMap是具有典型同步块的HashMap的简单替代方案。阅读这篇文章可以更好地理解其复杂性。

一般来说,如果你想使用ConcurrentHashMap,确保你已经准备好错过“更新”(即打印HashMap的内容并不能确保它会打印最新的Map),并使用CyclicBarrier等api来确保程序生命周期的一致性。

ConcurrentHashMap在Java 1.5中作为哈希表的替代品,作为并发包的一部分。使用ConcurrentHashMap,不仅可以安全地在并发多线程环境中使用,而且提供了比Hashtable和synchronizedMap更好的性能,那么您就有了更好的选择。ConcurrentHashMap性能更好,因为它锁定了Map的一部分。它允许并发读操作,同时通过同步写操作来保持完整性。

ConcurrentHashMap是如何实现的

ConcurrentHashMap was developed as alternative of Hashtable and support all functionality of Hashtable with additional ability, so called concurrency level. ConcurrentHashMap allows multiple readers to read simultaneously without using blocks. It becomes possible by separating Map to different parts and blocking only part of Map in updates. By default, concurrency level is 16, so Map is spitted to 16 parts and each part is managed by separated block. It means, that 16 threads can work with Map simultaneously, if they work with different parts of Map. It makes ConcurrentHashMap hight productive, and not to down thread-safety.

如果你对ConcurrentHashMap的一些重要特性感兴趣,以及什么时候应该使用这种Map的实现——我只是放了一个链接到一篇好文章——如何在Java中使用ConcurrentHashMap

我们可以通过使用ConcurrentHashMap和synchronisedHashmap和Hashtable来实现线程安全。但如果你看看他们的架构,就会发现有很多不同。

synchronisedHashmap和Hashtable

两者都将在对象级别上维护锁。所以如果你想执行任何操作,比如put/get,那么你必须先获得锁。同时,其他线程不允许执行任何操作。所以在同一时间,只有一个线程可以操作这个。所以这里的等待时间会增加。我们可以说,与ConcurrentHashMap相比,性能相对较低。

ConcurrentHashMap

It will maintain the lock at segment level. It has 16 segments and maintains the concurrency level as 16 by default. So at a time, 16 threads can be able to operate on ConcurrentHashMap. Moreover, read operation doesn't require a lock. So any number of threads can perform a get operation on it. If thread1 wants to perform put operation in segment 2 and thread2 wants to perform put operation on segment 4 then it is allowed here. Means, 16 threads can perform update(put/delete) operation on ConcurrentHashMap at a time. So that the waiting time will be less here. Hence the performance is relatively better than synchronisedHashmap and Hashtable.