在Java中,HashMap是线程不安全的。在多线程环境中,我们需要其它线程安全的Map来进行操作。
1.hashtable
Map<String,Object> hashtable=new Hashtable<String,Object>();
Hashtable
是 Java 中的一个线程安全的键值对数据结构。
以下是 Hashtable
的一些主要特点和用法:
特点:
线程安全:多个线程可以同时访问和操作Hashtable
,而不需要额外的同步措施。不允许键或值为 null
:如果尝试插入 null
键或值,会抛出 NullPointerException
。 基本用法
import java.util.Hashtable;public class HashtableExample { public static void main(String[] args) { Hashtable<String, Integer> hashtable = new Hashtable<>(); // 插入元素 hashtable.put("apple", 5); hashtable.put("banana", 3); // 获取元素 int count = hashtable.get("apple"); System.out.println("Apple count: " + count); // 检查是否包含特定键 boolean containsKey = hashtable.containsKey("orange"); System.out.println("Contains orange key: " + containsKey); // 移除元素 hashtable.remove("banana"); }}
与 HashMap
相比,Hashtable
由于其线程安全的特性,在多线程环境下可以直接使用,但通常在单线程或对并发要求不高的情况下,HashMap
因为性能更好而更常被使用。如果需要线程安全且对性能要求不是特别苛刻,或者不想自己处理同步问题,Hashtable
是一个选择。
2. 使用 Collections.synchronizedMap
Collections.synchronizedMap
是 Java 中用于创建线程安全的 Map
的方法。
它接受一个普通的 Map
对象,并返回一个同步包装后的 Map
对象。
以下是一个简单的示例:
Java
import java.util.Collections;import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class SynchronizedMapExa { public static void main(String[] args) { Map<String, String> originalMap = new HashMap<>(); originalMap.put("key1", "map-value1"); originalMap.put("key2", "map-value2"); // 创建同步的 Map Map<String, String> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(originalMap); // 多线程环境下可以安全地操作这个同步的 Map }}
使用 Collections.synchronizedMap
的优点是可以方便地将现有的非线程安全的 Map
转换为线程安全的。
但需要注意的是,虽然它保证了线程安全,但在并发环境下,由于对整个 Map
对象进行同步,可能会导致性能上的一些开销。如果多个线程只是对 Map
进行读操作,而很少有写操作,可能会有一定的性能瓶颈。
3.ConcurrentHashMap
Map<String,Object> concurrentHashMap=new ConcurrentHashMap<String,Object>();
ConcurrentHashMap 在 JDK 1.7 和 1.8 中的不同:
数据结构:
JDK 1.7 中,ConcurrentHashMap
由 Segment
数组和 HashEntry
数组组成,Segment
继承自 ReentrantLock
,一个 Segment
里包含一个 HashEntry
数组,对每个 Segment
进行加锁来保证线程安全。JDK 1.8 中,ConcurrentHashMap
采用了数组 + 链表 + 红黑树的数据结构,锁的粒度更细,采用了 CAS
和 synchronized
来保证线程安全。 ``
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;public class ConcurrentHashMapExam { public static void main(String[] args) { // JDK 1.8 中的使用 ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); // 插入元素 map.put("apple", 5); map.put("banana", 3); // 获取元素 int count = map.get("apple"); System.out.println("Apple count: " + count); // 检查是否包含特定键 boolean containsKey = map.containsKey("orange"); System.out.println("Contains orange key: " + containsKey); // 移除元素 map.remove("banana"); }}
3.ConcurrentSkipListMap
ConcurrentSkipListMap
是 Java 中一个线程安全的有序映射(Sorted Map)实现。
特点:
线程安全:允许多个线程同时进行访问和修改操作,无需额外的同步机制。基于跳表(Skip List)数据结构:提供了对数级别的查找、插入和删除操作的时间复杂度。有序性:元素按照自然顺序或者指定的比较器进行排序。``
import java.util.Comparator;import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;public class ConcurrentSkipListMapExample { public static void main(String[] args) { // 按照自然顺序排序 ConcurrentSkipListMap<String, Integer> map1 = new ConcurrentSkipListMap<>(); map1.put("apple", 5); map1.put("banana", 3); // 按照自定义比较器排序 Comparator<String> reverseComparator = Comparator.reverseOrder(); ConcurrentSkipListMap<String, Integer> map2 = new ConcurrentSkipListMap<>(reverseComparator); map2.put("apple", 5); map2.put("banana", 3); // 操作示例 int value = map1.get("apple"); System.out.println("Value for 'apple': " + value); }}
在一些需要线程安全且有序的场景中,比如多线程环境下的有序缓存、实时排序的数据结构等,ConcurrentSkipListMap
会非常有用。
例如,在一个多线程的金融交易系统中,需要实时维护一个按照交易时间排序的交易记录映射,ConcurrentSkipListMap
就可以很好地满足需求。