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在開始之前，先介紹下Map是什么？

javadoc中對Map的解釋如下：

An object that?maps keys to values?. A map?cannot contain duplicate keys; each key can map to at most one value.

This interface takes the place of the Dictionary class, which was a totally abstract class rather than an interface.

The Map interface provides three collection views, which allow a map's contents to be viewed as a set of keys, collection of values, or set of key-value mappings.

?從上可知，Map用于存儲“key-value”元素對，它將一個key映射到一個而且只能是唯一的一個value。

Map可以使用多種實現方式，HashMap的實現采用的是hash表；而TreeMap采用的是紅黑樹。

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1. Hashtable 和 HashMap

這兩個類主要有以下幾方面的不同：

??? Hashtable和HashMap都實現了Map接口，但是Hashtable的實現是基于Dictionary抽象類。

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????在HashMap中，null可以作為鍵，這樣的鍵只有一個；可以有一個或多個鍵所對應的值為null。?當get()方法返回null值時，即可以表示 HashMap中沒有該鍵，也可以表示該鍵所對應的值為null。因此，在HashMap中不能由get()方法來判斷HashMap中是否存在某個鍵，而應該用containsKey()方法來判斷。而在Hashtable中，無論是key還是value都不能為null?。

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?? 這兩個類最大的不同在于Hashtable是線程安全的，它的方法是同步了的，可以直接用在多線程環境中。而HashMap則不是線程安全的。在多線程環境中，需要手動實現同步機制。因此，在Collections類中提供了一個方法返回一個同步版本的HashMap用于多線程的環境：

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Java代碼

public?static?<K,V>?Map<K,V>?synchronizedMap(Map<K,V>?m)?{ ??

????return?new?SynchronizedMap<K,V>(m); ??

?}??

該方法返回的是一個SynchronizedMap?的實例。SynchronizedMap類是定義在Collections中的一個靜態內部類。它實現了Map接口，并對其中的每一個方法實現，通過synchronized?關鍵字進行了同步控制。

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2. 潛在的線程安全問題

上面提到Collections為HashMap提供了一個并發版本SynchronizedMap。這個版本中的方法都進行了同步，但是這并不等于這個類就一定是線程安全的。在某些時候會出現一些意想不到的結果。

如下面這段代碼：

Java代碼

//?shm是SynchronizedMap的一個實例???

if(shm.containsKey('key')){ ??

????????shm.remove(key); ??

}??

?這段代碼用于從map中刪除一個元素之前判斷是否存在這個元素。這里的containsKey和reomve方法都是同步的，但是整段代碼卻不是。考慮這么一個使用場景：線程A執行了containsKey方法返回true，準備執行remove操作；這時另一個線程B開始執行，同樣執行了containsKey方法返回true，并接著執行了remove操作；然后線程A接著執行remove操作時發現此時已經沒有這個元素了。要保證這段代碼按我們的意愿工作，一個辦法就是對這段代碼進行同步控制，但是這么做付出的代價太大。

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在進行迭代時這個問題更改明顯。Map集合共提供了三種方式來分別返回鍵、值、鍵值對的集合：

Java代碼

Set<K>?keySet()； ??

??

Collection<V>?values()； ??

??

Set<Map.Entry<K,V>>?entrySet()；??

?在這三個方法的基礎上，我們一般通過如下方式訪問Map的元素：

Java代碼

Iterator?keys?=?map.keySet().iterator(); ??

??

while(keys.hasNext()){ ??

????????map.get(keys.next()); ??

}??

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在這里，有一個地方需要注意的是：得到的keySet和迭代器都是Map中元素的一個“視圖”，而不是“副本”?。問題也就出現在這里，當一個線程正在迭代Map中的元素時，另一個線程可能正在修改其中的元素。此時，在迭代元素時就可能會拋出?ConcurrentModificationException異常。為了解決這個問題通常有兩種方法，一是直接返回元素的副本，而不是視圖。這個可以通過

集合類的?toArray()?方法實現，但是創建副本的方式效率比之前有所降低，特別是在元素很多的情況下；另一種方法就是在迭代的時候鎖住整個集合，這樣的話效率就更低了。

3. 更好的選擇：ConcurrentHashMap

java5中新增了ConcurrentMap接口和它的一個實現類ConcurrentHashMap。ConcurrentHashMap提供了和Hashtable以及SynchronizedMap中所不同的鎖機制。Hashtable中采用的鎖機制是一次鎖住整個hash表，從而同一時刻只能由一個線程對其進行操作；而ConcurrentHashMap中則是一次鎖住一個桶。ConcurrentHashMap默認將hash表分為16個桶，諸如get,put,remove等常用操作只鎖當前需要用到的桶。這樣，原來只能一個線程進入，現在卻能同時有16個寫線程執行，并發性能的提升是顯而易見的。

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上面說到的16個線程指的是寫線程，而讀操作大部分時候都不需要用到鎖。只有在size等操作時才需要鎖住整個hash表。

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在迭代方面，ConcurrentHashMap使用了一種不同的迭代方式。在這種迭代方式中，當iterator被創建后集合再發生改變就不再是拋出ConcurrentModificationException，取而代之的是在改變時new新的數據從而不影響原有的數據，iterator完成后再將頭指針替換為新的數據?，這樣iterator線程可以使用原來老的數據，而寫線程也可以并發的完成改變。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的SynchronizedMap和ConcurrentHashMap的深入分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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