[JAVAEE] 面试题(五) - HashMap, Hashtable, ConcurrentHashMap

HashMap是线程不安全的.
在多线程环境下, 使用:

• Hashtable
• ConcurrentHashMap

来确保线程安全.

一. Hashtable

如上所示, Hashtable类中所有涉及线程安全的方法和大部分不涉及线程安全的方法都被加上了synchronized关键字, 来确保线程安全.

1.1 Hashtable效率低下的原因:

• Hashtable类中的所有桶, 共同持有一个锁, 竞争激烈.
• size的值会被频繁的修改, 这时修饰size的synchronized锁会升级成重量级锁.
• 只能一个线程进行扩容操作, 运行效率低.

以上种种原因, 导致Hashtable是一种效率低下的哈希表, 因此, 现在使用更多的是ConcurrentHashMap.

二. ConcurrentHashMap

相比于Hashtable, ConcurrentHashMap的效率更高, 各项优化也做的更好.

2.1 ConcurrentHashMap更高效的原因:

• 对读操作没有加锁, 并且使用volatile关键字来确保从内存中读取结果. 使用"锁桶"的方式对写操作进行加锁, 即对每个桶都分配一把锁, 大大降低了锁竞争的概率, 提高了程序运行效率.
• 充分利用CAS特性, 比如size属性通过CAS操作来更新, 避免出现重量级锁的情况.
• 优化了扩容方式, 化整为零. 即发现需要扩容的数组时, 创建一个新的数组, 然后多个线程同时进行扩容操作, 这样每个线程只需要负责一小部分的数据.

三. HashMap, Hashtable, ConcurrentHashMap 之间的区别

• HashMap线程不安全, Key允许为null
• Hashtable线程安全, Key不允许为null, 一个Hashtable对象只持有一把锁(即多个桶持有同一把锁).
• ConcurrentHashMap线程安全,Key不允许为null, 一个Concurrent对象持有多把锁(即每个桶持有一把锁, 并且锁对象是每个链表头结点), 充分利用CAS并发机制(减少重量级锁的出现), 优化了扩容机制(多个线程进行赋值扩容).