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  • 对比分析HashMap、LinkedHashMap、TreeMap

    HashMap的原理 :
    简单地说,HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理,这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对,当需要存储一个 Entry 对象时,会根据hash算法来决定其在数组中的存储位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个Entry时,
    也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。

    简单来说,HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的,如果定位到的数组位置不含链表
    (当前entry的next指向null),那么对于查找,添加等操作很快,仅需一次寻址即可;如果定位到的数组包含链表,对于添加操作,其时间复杂度依然为O(1),
    因为最新的Entry会插入链表头部,急需要简单改变引用链即可,而对于查找操作来讲,此时就需要遍历链表,然后通过key对象的equals方法逐一比对查找。
    所以,性能考虑,HashMap中的链表出现越少,性能才会越好。

    简单地说,HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理,这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 
    key-value 对,当需要存储一个 Entry 对象时,会根据hash算法来决定其在数组中的存储位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;
    当需要取出一个Entry时,也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。

    HashMap的底层通过位桶实现,位桶里面存的是链表(1.7以前)或者红黑树(有序,1.8开始) ,其实就是数组加链表(或者红黑树)的格式,
    通过判断hashCode定位位桶中的下标,通过equals定位目标值在链表中的位置,所以如果你使用的key使用可变类(非final修饰的类),
    那么你在自定义hashCode和equals的时候一定要注意要满足:如果两个对象equals那么一定要hashCode相同,如果是hashCode相同的话不一定要求equals!
    所以一般来说不要自定义hashCode和equls,推荐使用不可变类对象做key,比如Integer、String等等。

    ConcurrentHashMap的原理 : 
    ConcurrentHashMap的锁分段技术
    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,那假如容器里有多把锁,
    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,从而可以有效的提高并发访问效率,
    这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术,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,当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候,
    其他段的数据也能被其他线程访问。

    ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入锁ReentrantLock,在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色,
    HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组,Segment的结构和HashMap类似,是一种数组和链表结构, 
    一个Segment里包含一个HashEntry数组,每个HashEntry是一个链表结构的元素, 每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,
    当对HashEntry数组的数据进行修改时,必须首先获得它对应的Segment锁。

    Sleep和wait() :
    sleep 是线程类(Thread)的方法,导致此线程暂停执行指定时间,给执行机会给其他线程,但是监控状态依然保持,到时后会自动恢复,调用sleep 不会释放对象锁。由于没有释放对象锁,所以不能调用里面的同步方法。

    sleep()使当前线程进入停滞状态(阻塞当前线程),让出CUP的使用、目的是不让当前线程独自霸占该进程所获的CPU资源,以留一定时间给其他线程执行的机会;
    sleep()是Thread类的Static(静态)的方法;因此他不能改变对象的机锁,所以当在一个Synchronized块中调用Sleep()方法是,线程虽然休眠了,但是对象的机锁并木有被释放,其他线程无法访问这个对象(即使睡着也持有对象锁)。
    在sleep()休眠时间期满后,该线程不一定会立即执行,这是因为其它线程可能正在运行而且没有被调度为放弃执行,除非此线程具有更高的优先级。

    wait()方法是Object类里的方法;当一个线程执行到wait()方法时,它就进入到一个和该对象相关的等待池中,同时失去(释放)了对象的机锁(暂时失去机锁,wait(long timeout)超时时间到后还需要返还对象锁);可以调用里面的同步方法,其他线程可以访问;
    wait()使用notify或者notifyAlll或者指定睡眠时间来唤醒当前等待池中的线程。
    wiat()必须放在synchronized block中,否则会在program runtime时扔出”java.lang.IllegalMonitorStateException“异常。


    sleep必须捕获异常,而wait,notify和notifyAll不需要捕获异常

    sleep方法属于Thread类中方法,表示让一个线程进入睡眠状态,等待一定的时间之后,自动醒来进入到可运行状态,不会马上进入运行状态,因为线程调度机制恢复线程的运行也需要时间,一个线程对象调用了sleep方法之后,并不会释放他所持有的所有对象锁,所以也就不会影响其他进程对象的运行。但在sleep的过程中过程中有可能被其他对象调用它的interrupt(),产生InterruptedException异常,如果你的程序不捕获这个异常,线程就会异常终止,进入TERMINATED状态,如果你的程序捕获了这个异常,那么程序就会继续执行catch语句块(可能还有finally语句块)以及以后的代码。

    注意sleep()方法是一个静态方法,也就是说他只对当前对象有效,通过t.sleep()让t对象进入sleep,这样的做法是错误的,它只会是使当前线程被sleep 而不是t线程

    wait属于Object的成员方法,一旦一个对象调用了wait方法,必须要采用notify()和notifyAll()方法唤醒该进程;如果线程拥有某个或某些对象的同步锁,那么在调用了wait()后,这个线程就会释放它持有的所有同步资源,而不限于这个被调用了wait()方法的对象。wait()方法也同样会在wait的过程中有可能被其他对象调用interrupt()方法而产生

    三 
    这两者的施加者是有本质区别的. 
    sleep()是让某个线程暂停运行一段时间,其控制范围是由当前线程决定,也就是说,在线程里面决定.好比如说,我要做的事情是 "点火->烧水->煮面",而当我点完火之后我不立即烧水,我要休息一段时间再烧.对于运行的主动权是由我的流程来控制.

    而wait(),首先,这是由某个确定的对象来调用的,将这个对象理解成一个传话的人,当这个人在某个线程里面说"暂停!",也是 thisOBJ.wait(),这里的暂停是阻塞,还是"点火->烧水->煮饭",thisOBJ就好比一个监督我的人站在我旁边,本来该线 程应该执行1后执行2,再执行3,而在2处被那个对象喊暂停,那么我就会一直等在这里而不执行3,但正个流程并没有结束,我一直想去煮饭,但还没被允许, 直到那个对象在某个地方说"通知暂停的线程启动!",也就是thisOBJ.notify()的时候,那么我就可以煮饭了,这个被暂停的线程就会从暂停处 继续执行.


    其实两者都可以让线程暂停一段时间,但是本质的区别是一个线程的运行状态控制,一个是线程之间的通讯的问题

    在java.lang.Thread类中,提供了sleep(),
    而java.lang.Object类中提供了wait(), notify()和notifyAll()方法来操作线程
    sleep()可以将一个线程睡眠,参数可以指定一个时间。
    而wait()可以将一个线程挂起,直到超时或者该线程被唤醒。
    wait有两种形式wait()和wait(milliseconds).
    sleep和wait的区别有:
    1,这两个方法来自不同的类分别是Thread和Object
    2,最主要是sleep方法没有释放锁,而wait方法释放了锁,使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
    3,wait,notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用,而sleep可以在
    任何地方使用
    synchronized(x){
    x.notify()
    //或者wait()
    }
    4,sleep必须捕获异常,而wait,notify和notifyAll不需要捕获异常

    1、Java都有哪些锁?

    公平锁/非公平锁
    可重入锁
    独享锁/共享锁
    互斥锁/读写锁
    乐观锁/悲观锁
    分段锁
    偏向锁/轻量级锁/重量级锁
    自旋锁
    Java实现锁有两种语法,一种是synchronized语句,另外一种是reentrantlock关键字。上面是很多锁的名词,这些分类并不是全是指锁的状态,有的指锁的特性,有的指锁的设计,下面总结的内容是对每个锁的名词进行一定的解释。

    公平锁/非公平锁

    公平锁指多个线程按照申请锁的顺序获得锁。

    非公平锁指多个线程获得锁的顺序不按照申请顺序。

    Java reentranthlock通过构造函数来指定锁是公平还是非公平,默认是非公平锁,对于synchronized而言,也是一种非公平锁。

    非公平锁优点在于吞吐量比公平锁大。

    可重入锁

    可重入锁又叫递归锁,是指同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。举例如下:

    synchronized void setA() throws Exception{
    Thread.sleep(1000);
    setB();
    }
    synchronized void setB() throws Exception{
    Thread.sleep(1000);
    }
    Java reentrantlock是一个可重入锁。(上面的代码就是一个可重入锁的一个特点,如果不是可重入锁的话,setB可能不会被当前线程执行,可能造成死锁)

    Synchronized也是一个可重入锁。

    可重入锁的优点是可以一定程度避免死锁。

    独享锁/共享锁

    顾名思义,独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有,共享锁可以被多个线程所持有。

    Java reentrantlock是一个独享锁,但是对于lock的另一个实现readwritelock,其读锁是一个共享锁,写锁是一个独享锁。

    对于synchronized是一个独享锁。

    互斥锁/读写锁

    上边说的独享锁和共享锁是一种广义的说法,互斥锁和读写锁就是具体实现。

    互斥锁在Java中具体实现就是reentrantlock。

    读写锁在Java中的具体实现就是readwritelock。

    乐观锁/悲观锁

    乐观锁和悲观锁不是指具体的锁类型,而是对于看待并发编程中加锁问题的角度。

    悲观锁认为,对于一个数据的并发操作,一定会改变数据,即使实际上数据没被改变,但是也悲观的认为被改变的可能性比较大,一定要加锁,不加锁早晚要出问题。

    乐观锁认为,对于一个数据的并发操作,是不会改变数据的,不加锁也不会出问题。

    乐观锁指java中的无所编程,适合读操作非常多的场景。

    悲观锁就是指java中,适合并发下写非常多的场景。

    自旋锁

    在java中,自旋锁是指常识获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,当循环条件被其他线程改变时,才能进入临界区。
    这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是会消耗CPU。

    2. HashMap的工作原理?

    • HashMap基于hashing原理,我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,然后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。
    • 当两个不同的键对象的hashcode相同时会发生什么? 它们会储存在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals()方法用来找到键值对。
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    嘿嘿
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ywsheng/p/11251137.html
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