ConcurrentHashMap(簡稱CHM)是在Java 1.5作為Hashtable的替代選擇新引入的妇智，是concurrent包的重要成員曹阔。在Java 1.5之前只冻，如果想要實現(xiàn)一個可以在多線程和并發(fā)的程序中安全使用的Map,只能在HashTable和synchronized Map中選擇，因為HashMap并不是線程安全的。但再引入了CHM之后，我們有了更好的選擇唯卖。CHM不但是線程安全的，而且比HashTable和synchronizedMap的性能要好躬柬。相對于HashTable和synchronizedMap鎖住了整個Map拜轨，CHM只鎖住部分Map。CHM允許并發(fā)的讀操作允青，同時通過同步鎖在寫操作時保持數(shù)據(jù)完整性橄碾。我們已經(jīng)在Top 5 Java Concurrent Collections from JDK 5 and 6中學習了CHM的基礎知識，在這篇博客中我將介紹以下幾點：
CHM在Java中如何實現(xiàn)的
什么情況下應該使用CHM
在Java中使用CHM的例子
CHM的一些重要特性
Java中ConcurrentHashMap的實現(xiàn)
CHM引入了分割颠锉，并提供了HashTable支持的所有的功能堪嫂。在CHM中，支持多線程對Map做讀操作木柬，并且不需要任何的blocking。這得益于CHM將Map分割成了不同的部分淹办，在執(zhí)行更新操作時只鎖住一部分眉枕。根據(jù)默認的并發(fā)級別(concurrency level)，Map被分割成16個部分怜森，并且由不同的鎖控制速挑。這意味著，同時最多可以有16個寫線程操作Map副硅。試想一下姥宝，由只能一個線程進入變成同時可由16個寫線程同時進入(讀線程幾乎不受限制)，性能的提升是顯而易見的恐疲。但由于一些更新操作腊满，如put(),remove(),putAll(),clear()只鎖住操作的部分，所以在檢索操作不能保證返回的是最新的結(jié)果培己。
另一個重要點是在迭代遍歷CHM時碳蛋，keySet返回的iterator是弱一致和fail-safe的，可能不會返回某些最近的改變省咨，并且在遍歷過程中肃弟，如果已經(jīng)遍歷的數(shù)組上的內(nèi)容變化了，不會拋出ConcurrentModificationExceptoin的異常。
CHM默認的并發(fā)級別是16笤受，但可以在創(chuàng)建CHM時通過構造函數(shù)改變穷缤。毫無疑問，并發(fā)級別代表著并發(fā)執(zhí)行更新操作的數(shù)目箩兽，所以如果只有很少的線程會更新Map津肛，那么建議設置一個低的并發(fā)級別。另外比肄，CHM還使用了ReentrantLock來對segments加鎖快耿。
Java中ConcurrentHashMap putifAbsent方法的例子
很多時候我們希望在元素不存在時插入元素，我們一般會像下面那樣寫代碼
上面這段代碼在HashMap和HashTable中是好用的芳绩，但在CHM中是有出錯的風險的掀亥。這是因為CHM在put操作時并沒有對整個Map加鎖，所以一個線程正在put(k,v)的時候妥色，另一個線程調(diào)用get(k)會得到null搪花，這就會造成一個線程put的值會被另一個線程put的值所覆蓋。當然嘹害，你可以將代碼封裝到synchronized代碼塊中撮竿，這樣雖然線程安全了，但會使你的代碼變成了單線程笔呀。CHM提供的putIfAbsent(key,value)方法原子性的實現(xiàn)了同樣的功能幢踏，同時避免了上面的線程競爭的風險。
什么時候使用ConcurrentHashMap
CHM適用于讀者數(shù)量超過寫者時许师，當寫者數(shù)量大于等于讀者時房蝉，CHM的性能是低于Hashtable和synchronized Map的。這是因為當鎖住了整個Map時微渠，讀操作要等待對同一部分執(zhí)行寫操作的線程結(jié)束搭幻。CHM適用于做cache,在程序啟動時初始化，之后可以被多個請求線程訪問逞盆。正如Javadoc說明的那樣檀蹋，CHM是HashTable一個很好的替代，但要記住云芦，CHM的比HashTable的同步性稍弱俯逾。
總結(jié)
現(xiàn)在我們知道了什么是ConcurrentHashMap和什么時候該用ConcurrentHashMap，下面我們來復習一下CHM的一些關鍵點焕数。
CHM允許并發(fā)的讀和線程安全的更新操作
在執(zhí)行寫操作時纱昧，CHM只鎖住部分的Map
并發(fā)的更新是通過內(nèi)部根據(jù)并發(fā)級別將Map分割成小部分實現(xiàn)的
高的并發(fā)級別會造成時間和空間的浪費，低的并發(fā)級別在寫線程多時會引起線程間的競爭
CHM的所有操作都是線程安全
CHM返回的迭代器是弱一致性堡赔，fail-safe并且不會拋出ConcurrentModificationException異常
CHM不允許null的鍵值
可以使用CHM代替HashTable识脆，但要記住CHM不會鎖住整個Map
以上就是Java中CHM的實現(xiàn)和使用場景
