Java集合——HashMap,HashTable,ConcurrentHashMap区别

 

 

Map：“键值”对映射的抽象接口。该映射不包括重复的键，一个键对应一个值。

 

SortedMap：有序的键值对接口，继承Map接口。

 

NavigableMap：继承SortedMap，具有了针对给定搜索目标返回最接近匹配项的导航方法的接口。

 

AbstractMap：实现了Map中的绝大部分函数接口。它减少了“Map的实现类”的重复编码。

 

Dictionary：任何可将键映射到相应值的类的抽象父类。目前被Map接口取代。

 

TreeMap：有序散列表，实现SortedMap 接口，底层通过红黑树实现。

 

HashMap：是基于“拉链法”实现的散列表。底层采用“数组+链表”实现。

 

WeakHashMap：基于“拉链法”实现的散列表。

 

HashTable：基于“拉链法”实现的散列表。

 

 

一 、HashMap

Java集合类是个非常重要的知识点，HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap等算是集合类中的重点

　　1、HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的。

　　2、HashMap的键和值都允许有null值存在，而HashTable则不行。

　　3、因为线程安全的问题，HashMap效率比HashTable的要高。

　　4、HashTable 基于synchronized锁，读写只能单线程访问，阻塞保证读写一致，多线程高并发下阻塞严重、效率低下

　　4、ConcurrentHashMap 高并发的、效率高，基于lock锁， concurrentLevel划分出了多个Segment来对key-value进行存储，默认16个线程无阻赛

　　　　缺点：有可能读写不一致，不一定能保证数据的完整性

 

Java中的另一个线程安全的与HashMap极其类似的类是什么？同样是线程安全，它与HashTable在线程同步上有什么不同？

 

 

二、HashTable的内部存储结构

 

HashTable和HashMap采用相同的存储机制，二者的实现基本一致，不同的是：

 

　　1、HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的，内部的方法基本都是synchronized。

 

　　2、HashTable不允许有null值的存在。

 

在HashTable中调用put方法时，如果key为null，直接抛出NullPointerException。其它细微的差别还有，比如初始化Entry数组的大小等等，但基本思想和HashMap一样。

 

 

 

三、HashTable和ConcurrentHashMap的比较

 

ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap的实现。同样是线程安全的类，它与HashTable在同步方面有什么不同呢？

 

synchronized关键字加锁的原理，其实是对对象加锁，不论你是在方法前加synchronized还是语句块前加，锁住的都是对象整体，

但是ConcurrentHashMap的同步机制和这个不同，它不是加synchronized关键字，而是基于lock操作的，这样的目的是保证同步的时候，锁住的不是整个对象。

事实上，ConcurrentHashMap可以满足concurrentLevel个线程并发无阻塞的操作集合对象。

ConcurrentHashMap基于concurrentLevel划分出了多个Segment来对key-value进行存储，从而避免每次锁定整个数组，在默认的情况下，允许16个线程并发无阻塞的操作集合对象，尽可能地减少并发时的阻塞现象。

 

在多线程的环境中，相对于HashTable，ConcurrentHashMap会带来很大的性能提升！

 

 

 

简单说下 synchronized 和lock的区别

 

synchronized是java中的一个关键字，也就是说是Java语言内置的特性。那么为什么会出现Lock呢？

　　在上面一篇文章中，我们了解到如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，
而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：

　　1）获取锁的线程执行完了该代码块，然后线程释放对锁的占有；

　　2）线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。

　　那么如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因（比如调用sleep方法）被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，试想一下，这多么影响程序执行效率。

　　因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过Lock就可以办到。

　　再举个例子：当有多个线程读写文件时，读操作和写操作会发生冲突现象，写操作和写操作会发生冲突现象，但是读操作和读操作不会发生冲突现象。

　　但是采用synchronized关键字来实现同步的话，就会导致一个问题：

　　如果多个线程都只是进行读操作，所以当一个线程在进行读操作时，其他线程只能等待无法进行读操作。

　　因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时，线程之间不会发生冲突，通过Lock就可以办到。

　　另外，通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的。

　　总结一下，也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点：

　　1）Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个类，通过这个类可以实现同步访问；

　　2）Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；
　　　　而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。