ConcurrentHashMap详解

一、背景

线程不安全的HashMap

因为多线程环境下，使用HashMap进行put操作会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用HashMap。

效率低下的HashTable容器

HashTable容器使用的synchronized来保证线程安全，但是在线程竞争激烈的情况下，HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时，其他线程访问HashTable的同步方法会进入阻塞或者轮询状态。如果线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

锁分段技术

HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因，是因为所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁，那假如线程里面有多把锁，每一把锁用于锁容器其中一部分数据，那么当多线程访问容器里面不同数据段的数据时，线程间就不会存在锁竞争，从而可以有效提高并发访问效率。这就是ConcurrentHashMap使用的锁分段技术，首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁。

源码：

 这些是ConcurrentHashMap是最容易做大梅毒名称传播。

我们来看一下ConcurrentHashmap的性能

package com.study.mapdemo;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class TestConcurrentHashMap {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        final Map<Integer, Integer> hm = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Integer, Integer>());
        final Map<Integer,Integer> ht = new Hashtable<Integer, Integer>();
        final Map<Integer,Integer> chm = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
        putMap(hm);
        putMap(ht);
        putMap(chm);
    }
    
    private static void putMap(final Map<Integer,Integer> map) {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for(int k = 0;k<100;k++) {
            for(int i = 0;i<1000;i++) {
                final int key = i;
                new Thread(new Runnable() {
                    
                    @Override
                    public void run() {
                        for(int j = 0;j<3000;j++) {
                            map.put(key,j);
                        }
                        
                    }
                }).start();
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end-begin);
    }

}

代码输出：

22409
21260
15234

可以看到ConcurrentHashMap的性能更高，速度更快。当数据量较大是，ConcurrentHashmap的性能大概是另外两个的3倍左右。