我有一个映射，这是由几个线程并发修改。
在Java API中似乎有三种不同的同步Map实现:
哈希表 collections . synchronizedmap(地图) ConcurrentHashMap
根据我的理解，Hashtable是一个旧的实现(扩展了过时的Dictionary类)，后来为了适应Map接口而进行了调整。虽然它是同步的，但它似乎有严重的可伸缩性问题，不推荐用于新项目。
那另外两个呢?Collections.synchronizedMap(Map)和ConcurrentHashMaps返回的Map之间有什么区别?哪一种适合哪种情况?
根据您的需要，使用ConcurrentHashMap。它允许从多个线程并发修改Map，而不需要阻塞它们。synchronizedmap (map)创建了一个阻塞map，这会降低性能，但确保了一致性(如果使用得当)。
如果您需要确保数据的一致性，并且每个线程需要有一个最新的映射视图，则使用第二个选项。如果性能非常关键，并且每个线程只向映射中插入数据，读取频率较低，则使用第一种方法。
如果可以使用ConcurrentHashMap，则首选它——尽管它至少需要Java 5。
它被设计成在多线程使用时可以很好地扩展。当一次只有一个线程访问Map时，性能可能会稍微差一些，但当多个线程并发访问映射时，性能会显著提高。
我找到了一篇博客文章，它复制了优秀的《Java并发实践》一书中的一个表格，我强烈推荐这本书。
集合。synchronizedMap只有在需要用其他特征(可能是某种有序映射，如TreeMap)来包装映射时才有意义。
哈希表和ConcurrentHashMap不允许空键或空值。 synchronizedmap (Map)同步所有操作(get、put、size等)。 ConcurrentHashMap支持检索的完全并发性，以及可调的更新预期并发性。
像往常一样，这涉及到并发性、开销和速度的权衡。您确实需要考虑应用程序的详细并发需求来做出决定，然后测试您的代码，看看它是否足够好。
ConcurrentHashMap针对并发访问进行了优化。
访问不锁定整个映射，而是使用更细粒度的策略，这提高了可伸缩性。还有专门针对并发访问的功能增强，例如并发迭代器。
你对哈希表的看法是对的，你可以忘了它。
你的文章提到，虽然HashTable和同步包装器类通过一次只允许一个线程访问映射来提供基本的线程安全，但这并不是“真正的”线程安全，因为许多复合操作仍然需要额外的同步，例如:
synchronized (records) {
Record rec = records.get(id);
if (rec == null) {
rec = new Record(id);
records.put(id, rec);
}
return rec;
}
但是，不要认为ConcurrentHashMap是具有典型同步块的HashMap的简单替代方案。阅读这篇文章可以更好地理解其复杂性。
Hashtable的“可伸缩性问题”在Collections.synchronizedMap(Map)中以完全相同的方式呈现——它们使用非常简单的同步，这意味着同一时间只有一个线程可以访问映射。
当您有简单的插入和查找时，这不是什么大问题(除非您做得非常密集)，但是当您需要遍历整个Map时，这就变成了一个大问题，对于一个大型Map来说，这可能会花费很长时间——当一个线程这样做时，所有其他线程都必须等待，如果它们想要插入或查找任何东西。
ConcurrentHashMap使用非常复杂的技术来减少对同步的需求，并允许多线程在不同步的情况下进行并行读访问，更重要的是，它提供了一个不需要同步的迭代器，甚至允许在交互期间修改Map(尽管它不保证在迭代期间插入的元素是否会返回)。
一般来说，如果你想使用ConcurrentHashMap，确保你已经准备好错过“更新”(即打印HashMap的内容并不能确保它会打印最新的Map)，并使用CyclicBarrier等api来确保程序生命周期的一致性。
以下是一些例子:
1) ConcurrentHashMap只锁定Map的一部分，而SynchronizedMap锁定整个Map。 2) ConcurrentHashMap比SynchronizedMap性能更好，扩展性更强。 3)在多读取器和单写入器的情况下，ConcurrentHashMap是最好的选择。
此文本来自Java中的ConcurrentHashMap和哈希表之间的差异
在ConcurrentHashMap中，锁应用于一个段而不是整个Map。 每个段管理自己的内部哈希表。该锁仅应用于更新操作。synchronizedmap (Map)同步整个映射。
如果数据一致性非常重要-使用Hashtable或Collections.synchronizedMap(Map)。 如果速度/性能非常重要，数据更新可能会受到影响-使用ConcurrentHashMap。
╔═══════════════╦═══════════════════╦═══════════════════╦═════════════════════╗
║ Property ║ HashMap ║ Hashtable ║ ConcurrentHashMap ║
╠═══════════════╬═══════════════════╬═══════════════════╩═════════════════════╣
║ Null ║ allowed ║ not allowed ║
║ values/keys ║ ║ ║
╠═══════════════╬═══════════════════╬═════════════════════════════════════════╣
║ Thread-safety ║ ║ ║
║ features ║ no ║ yes ║
╠═══════════════╬═══════════════════╬═══════════════════╦═════════════════════╣
║ Lock ║ not ║ locks the whole ║ locks the portion ║
║ mechanism ║ applicable ║ map ║ ║
╠═══════════════╬═══════════════════╩═══════════════════╬═════════════════════╣
║ Iterator ║ fail-fast ║ weakly consistent ║
╚═══════════════╩═══════════════════════════════════════╩═════════════════════╝
关于锁定机构: Hashtable锁定对象，而ConcurrentHashMap只锁定桶。
两者之间的主要区别是ConcurrentHashMap将只锁定正在更新的部分数据，而其他部分数据可以由其他线程访问。但是，Collections.synchronizedMap()将在更新时锁定所有数据，其他线程只能在释放锁时访问数据。如果更新操作较多，读操作相对较少，则选择ConcurrentHashMap。
Also one other difference is that ConcurrentHashMap will not preserve the order of elements in the Map passed in. It is similar to HashMap when storing data. There is no guarantee that the element order is preserved. While Collections.synchronizedMap() will preserve the elements order of the Map passed in. For example, if you pass a TreeMap to ConcurrentHashMap, the elements order in the ConcurrentHashMap may not be the same as the order in the TreeMap, but Collections.synchronizedMap() will preserve the order.
此外，ConcurrentHashMap可以保证当一个线程更新映射而另一个线程遍历从映射中获得的迭代器时，不会抛出ConcurrentModificationException。但是，Collections.synchronizedMap()在此上不被保证。
有一篇文章展示了这两者的区别，还有ConcurrentSkipListMap。
ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap for performance-critical applications where there are far more write operations than there are read operations. It is thread safe without synchronizing the whole map. Reads can happen very fast while write is done with a lock. There is no locking at the object level. The locking is at a much finer granularity at a hashmap bucket level. ConcurrentHashMap doesn’t throw a ConcurrentModificationException if one thread tries to modify it while another is iterating over it. ConcurrentHashMap uses multitude of locks. read operations are non-blocking, whereas write operations take a lock on a particular segment or bucket.
SynchronizedHashMap
对象级同步。 每个读/写操作都需要获得锁。 锁定整个集合是一种性能开销。 这实际上只允许一个线程访问整个映射，并阻塞了所有其他线程。 这可能会引起争论。 SynchronizedHashMap返回迭代器，它在并发修改时快速失败。
Collection.synchronizedMap ()
Collections实用程序类提供了操作集合并返回包装集合的多态算法。它的synchronizedMap()方法提供了线程安全的功能。 当数据一致性至关重要时，我们需要使用Collections.synchronizedMap()。
源
synchronizedmap()方法同步HashMap的所有方法，并有效地将其简化为每次只能进入一个线程的数据结构，因为它将每个方法锁定在一个公共锁上。
在ConcurrentHashMap中，同步的方式略有不同。ConcurrentHashMap对不同的bucket使用不同的锁，从而只锁定Map的一部分，而不是将每个方法锁定在一个公共锁上。 默认情况下，有16个桶，并且为不同的桶提供不同的锁。所以默认的并发级别是16。这意味着理论上在任何给定的时间都有16个线程可以访问ConcurrentHashMap，如果它们都要分开存储桶的话。
除了ConcurrentHashMap提供的并发特性之外，还有一个重要的特性需要注意，那就是故障安全迭代器。我见过开发人员使用ConcurrentHashMap只是因为他们想编辑条目集——在迭代时放置/删除它。 synchronizedmap (Map)不提供故障安全迭代器，但它提供了快速故障迭代器。快速失败迭代器使用映射大小的快照，在迭代过程中不能编辑。
我们可以通过使用ConcurrentHashMap和synchronisedHashmap和Hashtable来实现线程安全。但如果你看看他们的架构，就会发现有很多不同。
synchronisedHashmap和Hashtable
两者都将在对象级别上维护锁。所以如果你想执行任何操作，比如put/get，那么你必须先获得锁。同时，其他线程不允许执行任何操作。所以在同一时间，只有一个线程可以操作这个。所以这里的等待时间会增加。我们可以说，与ConcurrentHashMap相比，性能相对较低。
ConcurrentHashMap
It will maintain the lock at segment level. It has 16 segments and maintains the concurrency level as 16 by default. So at a time, 16 threads can be able to operate on ConcurrentHashMap. Moreover, read operation doesn't require a lock. So any number of threads can perform a get operation on it. If thread1 wants to perform put operation in segment 2 and thread2 wants to perform put operation on segment 4 then it is allowed here. Means, 16 threads can perform update(put/delete) operation on ConcurrentHashMap at a time. So that the waiting time will be less here. Hence the performance is relatively better than synchronisedHashmap and Hashtable.
除了建议之外，我还想发布与SynchronizedMap相关的源代码。
为了使Map线程安全，我们可以使用集合。synchronizedMap语句，并输入映射实例作为参数。
synchronizedMap在Collections中的实现如下所示
public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {
return new SynchronizedMap<>(m);
}
如您所见，输入Map对象由SynchronizedMap对象包装。 让我们深入研究SynchronizedMap的实现，
private static class SynchronizedMap<K,V>
implements Map<K,V>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;
private final Map<K,V> m; // Backing Map
final Object mutex; // Object on which to synchronize
SynchronizedMap(Map<K,V> m) {
this.m = Objects.requireNonNull(m);
mutex = this;
}
SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
this.m = m;
this.mutex = mutex;
}
public int size() {
synchronized (mutex) {return m.size();}
}
public boolean isEmpty() {
synchronized (mutex) {return m.isEmpty();}
}
public boolean containsKey(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}
}
public boolean containsValue(Object value) {
synchronized (mutex) {return m.containsValue(value);}
}
public V get(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.get(key);}
}
public V put(K key, V value) {
synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
}
public V remove(Object key) {
synchronized (mutex) {return m.remove(key);}
}
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {
synchronized (mutex) {m.putAll(map);}
}
public void clear() {
synchronized (mutex) {m.clear();}
}
private transient Set<K> keySet;
private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
private transient Collection<V> values;
public Set<K> keySet() {
synchronized (mutex) {
if (keySet==null)
keySet = new SynchronizedSet<>(m.keySet(), mutex);
return keySet;
}
}
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
synchronized (mutex) {
if (entrySet==null)
entrySet = new SynchronizedSet<>(m.entrySet(), mutex);
return entrySet;
}
}
public Collection<V> values() {
synchronized (mutex) {
if (values==null)
values = new SynchronizedCollection<>(m.values(), mutex);
return values;
}
}
public boolean equals(Object o) {
if (this == o)
return true;
synchronized (mutex) {return m.equals(o);}
}
public int hashCode() {
synchronized (mutex) {return m.hashCode();}
}
public String toString() {
synchronized (mutex) {return m.toString();}
}
// Override default methods in Map
@Override
public V getOrDefault(Object k, V defaultValue) {
synchronized (mutex) {return m.getOrDefault(k, defaultValue);}
}
@Override
public void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
synchronized (mutex) {m.forEach(action);}
}
@Override
public void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {
synchronized (mutex) {m.replaceAll(function);}
}
@Override
public V putIfAbsent(K key, V value) {
synchronized (mutex) {return m.putIfAbsent(key, value);}
}
@Override
public boolean remove(Object key, Object value) {
synchronized (mutex) {return m.remove(key, value);}
}
@Override
public boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {
synchronized (mutex) {return m.replace(key, oldValue, newValue);}
}
@Override
public V replace(K key, V value) {
synchronized (mutex) {return m.replace(key, value);}
}
@Override
public V computeIfAbsent(K key,
Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) {
synchronized (mutex) {return m.computeIfAbsent(key, mappingFunction);}
}
@Override
public V computeIfPresent(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
synchronized (mutex) {return m.computeIfPresent(key, remappingFunction);}
}
@Override
public V compute(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
synchronized (mutex) {return m.compute(key, remappingFunction);}
}
@Override
public V merge(K key, V value,
BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
synchronized (mutex) {return m.merge(key, value, remappingFunction);}
}
private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
synchronized (mutex) {s.defaultWriteObject();}
}
}
SynchronizedMap所做的工作可以概括为向输入Map对象的主要方法添加一个锁。被锁保护的所有方法不能被多个线程同时访问。这意味着像put和get这样的普通操作可以由一个线程同时对Map对象中的所有数据执行。
这使得Map对象线程现在是安全的，但在某些情况下性能可能会成为一个问题。
ConcurrentMap在实现中要复杂得多，我们可以参考构建一个更好的HashMap来了解详细信息。简而言之，它的实现同时考虑了线程安全和性能。
同步地图:
Synchronized Map与Hashtable也没有太大区别，在并发Java程序中提供了类似的性能。哈希表和SynchronizedMap之间的唯一区别是SynchronizedMap不是遗留的，您可以使用Collections.synchronizedMap()方法包装任何Map来创建它的同步版本。
ConcurrentHashMap:
ConcurrentHashMap类提供了标准HashMap的并发版本。这是对Collections类中提供的synchronizedMap功能的改进。
与哈希表和同步映射不同，它从不锁定整个映射，而是将映射划分为段，并在这些段上锁定。如果读取线程的数量大于写入线程的数量，它的性能会更好。
默认情况下，ConcurrentHashMap被划分为16个区域，并应用了锁。这个默认值可以在初始化ConcurrentHashMap实例时设置。当在特定的段中设置数据时，将获得该段的锁。这意味着如果两个更新分别影响不同的存储桶，那么它们仍然可以同时安全执行，从而最大限度地减少锁争用，从而最大化性能。
ConcurrentHashMap不会抛出ConcurrentModificationException异常
如果一个线程试图修改它，而另一个线程正在遍历它，ConcurrentHashMap不会抛出ConcurrentModificationException
synchronizedmap和ConcurrentHashMap的区别
collections . synchronnizedmap (HashMap)将返回一个几乎相当于Hashtable的集合，其中Map上的每个修改操作都锁定在Map对象上，而对于ConcurrentHashMap，线程安全是通过根据并发级别将整个Map划分为不同的分区，只锁定特定的部分而不是锁定整个Map来实现的。
ConcurrentHashMap不允许空键或空值，而synchronized HashMap允许一个空键。
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Link1
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性能比较
ConcurrentHashMap在Java 1.5中作为哈希表的替代品，作为并发包的一部分。使用ConcurrentHashMap，不仅可以安全地在并发多线程环境中使用，而且提供了比Hashtable和synchronizedMap更好的性能，那么您就有了更好的选择。ConcurrentHashMap性能更好，因为它锁定了Map的一部分。它允许并发读操作，同时通过同步写操作来保持完整性。
ConcurrentHashMap是如何实现的
ConcurrentHashMap was developed as alternative of Hashtable and support all functionality of Hashtable with additional ability, so called concurrency level. ConcurrentHashMap allows multiple readers to read simultaneously without using blocks. It becomes possible by separating Map to different parts and blocking only part of Map in updates. By default, concurrency level is 16, so Map is spitted to 16 parts and each part is managed by separated block. It means, that 16 threads can work with Map simultaneously, if they work with different parts of Map. It makes ConcurrentHashMap hight productive, and not to down thread-safety.
如果你对ConcurrentHashMap的一些重要特性感兴趣，以及什么时候应该使用这种Map的实现——我只是放了一个链接到一篇好文章——如何在Java中使用ConcurrentHashMap
