ConcurrentHashMap通过分段锁(JDK 1.7)或CAS+synchronized(JDK 1.8+)实现高效线程安全,支持并发读写,不允许null键值,读操作无锁、迭代器弱一致性,适用于缓存、计数等高并发场景。

ConcurrentHashMap 是 Java 中用于高并发场景下的线程安全 Map 实现。它位于 java.util.concurrent 包中,相比传统的 Hashtable 或使用 Collections.synchronizedMap() 包装的 HashMap,性能更好,因为它允许多个线程同时读写而不会导致数据不一致。
为什么需要 ConcurrentHashMap?
在多线程环境下,如果多个线程同时访问一个普通的 HashMap,可能会导致数据错乱甚至死循环。虽然 Hashtable 和 synchronizedMap 能保证线程安全,但它们对整个容器加锁,导致读写操作串行化,性能较差。
ConcurrentHashMap 通过分段锁机制(JDK 1.7)和CAS + synchronized(JDK 1.8 及以后)来实现高效的并发控制,使得多个线程可以安全地并发操作不同部分的数据。
基本使用方法
ConcurrentHashMap 的使用方式与普通 HashMap 基本一致:
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ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap();// 添加元素map.put("one", 1);map.put("two", 2);// 获取元素Integer value = map.get("one");// 删除元素map.remove("two");// 判断是否存在键boolean contains = map.containsKey("one");
所有常用操作如 put、get、remove 都是线程安全的,无需额外同步。
关键特性与注意事项
不允许 null 键或 null 值:与 HashMap 不同,ConcurrentHashMap 禁止插入 null 键或 null 值,否则会抛出 NullPointerException。这是为了避免在多线程环境下对 get 操作返回 null 时无法判断是未找到键还是值本身就是 null。 高效并发读取:读操作(如 get)不需要加锁,利用 volatile 保证可见性,因此读非常高效。 支持原子操作:提供 putIfAbsent、remove、replace 等原子方法,适合并发条件下的状态更新。 迭代器弱一致性:迭代器不会抛出 ConcurrentModificationException,但它不保证反映最新的修改,适用于大多数并发遍历场景。
常见应用场景
ConcurrentHashMap 特别适合以下情况:
缓存系统中的共享数据存储 计数器或统计信息的并发更新 需要高并发读写的配置管理
例如,统计每个用户的访问次数:
ConcurrentHashMap visitCount = new ConcurrentHashMap();// 每次用户访问时增加计数visitCount.merge("user123", 1L, Long::sum);
这里 merge 方法是线程安全的,能正确处理并发更新。
基本上就这些。掌握 ConcurrentHashMap 的核心在于理解它的线程安全机制和适用边界。不复杂但容易忽略细节,比如 null 值限制和迭代器行为。用好它,能显著提升并发程序的性能和稳定性。
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