java 多线程 chm

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mob64ca12e98e58 2023-08-08 11:55:37 ©著作权

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Java 多线程 ConcurrentHashMap 科普

Java 是一种面向对象的编程语言，广泛应用于各种领域。在 Java 中，多线程是非常重要的概念之一。多线程允许程序同时执行多个任务，提高了程序的性能和响应能力。然而，在多线程编程中，线程之间的数据共享和同步问题是一个常见的挑战。为了解决这个问题，Java 提供了一个称为 ConcurrentHashMap 的高效并发哈希表。

ConcurrentHashMap 概述

ConcurrentHashMap 是 Java 集合框架中的一个类，它是线程安全的哈希表实现。它是 HashMap 的一个变体，旨在同时支持高效的并发访问。它通过将哈希表分割成多个部分，每个部分都由自己的锁保护，从而允许多个线程同时访问不同的部分，提高了并发性能。

ConcurrentHashMap 的主要优点是其高度的并发性能。在多线程环境下，多个线程可以同时读取和写入 ConcurrentHashMap，而不会像传统的 HashMap 那样导致线程冲突和数据不一致。这是因为 ConcurrentHashMap 使用了一种称为分段锁（Segment）的机制，通过将哈希表分割成多个小表，每个小表由自己的锁保护。这样，不同的线程可以同时访问不同的小表，从而提高了并发性能。

ConcurrentHashMap 示例

为了更好地理解 ConcurrentHashMap 的使用，这里提供一个简单的示例。假设我们有一个任务，需要统计一段文本中每个单词出现的次数。我们可以使用 ConcurrentHashMap 来实现这个功能。

首先，我们需要创建一个 ConcurrentHashMap 对象来存储单词和出现次数的映射关系。代码如下：

ConcurrentHashMap<String, Integer> wordCountMap = new ConcurrentHashMap<>();

然后，我们可以使用多线程的方式来统计单词出现的次数。假设我们有一个文本文件，每行包含多个单词，我们可以将其分割成多个任务，每个任务负责统计一部分单词的出现次数。代码如下：

// 假设有一个文本文件，每行包含多个单词
List<String> lines = Files.readAllLines(Paths.get("text.txt"), Charset.defaultCharset());

// 创建一个线程池，使用多线程方式进行统计
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

for (String line : lines) {
    executor.execute(() -> {
        // 将每行文本分割成单词
        String[] words = line.split("\\s+");

        // 统计每个单词的出现次数
        for (String word : words) {
            wordCountMap.compute(word, (k, v) -> (v == null) ? 1 : v + 1);
        }
    });
}

executor.shutdown();
executor.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);

在上面的代码中，我们使用了 Java 8 提供的新特性 Lambda 表达式来简化线程池中的任务定义。每个线程负责处理一行文本，将其分割成单词，并统计每个单词的出现次数。我们使用 ConcurrentHashMap 的 compute() 方法来实现单词计数的逻辑。如果单词不存在于 ConcurrentHashMap 中，则将其插入并设置出现次数为 1；否则，将出现次数加1。

最后，我们需要等待所有的任务完成，并输出结果。代码如下：

// 遍历 ConcurrentHashMap，输出每个单词的出现次数
for (Map.Entry<String, Integer> entry : wordCountMap.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}