Java ConcurrentHashMap

W tym samouczku dowiemy się o klasie ConcurrentHashMap języka Java i jej działaniu na przykładach.

ConcurrentHashMapKlasa zbiorów ramach Java dostarcza wątku bezpieczny mapę. Oznacza to, że wiele wątków może uzyskać dostęp do mapy jednocześnie bez wpływu na spójność wpisów w mapie.

Implementuje interfejs ConcurrentMap.

Utwórz ConcurrentHashMap

Aby utworzyć równoczesną haszmapę, musimy najpierw zaimportować java.util.concurrent.ConcurrentHashMappakiet. Po zaimportowaniu pakietu, oto jak możemy tworzyć współbieżne hashmapy w Javie.

 // ConcurrentHashMap with capacity 8 and load factor 0.6 ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(8, 0.6f);

W powyższym kodzie utworzyliśmy współbieżny hashmap o nazwie liczby.

Tutaj,

  • Klucz - unikalny identyfikator służący do powiązania każdego elementu (wartości) na mapie
  • Wartość - elementy skojarzone z kluczami w mapie

Zwróć uwagę na część new ConcurrentHashMap(8, 0.6). Tutaj pierwszy parametr to pojemność, a drugi parametr to loadFactor .

  • pojemność - pojemność tej mapy wynosi 8. Oznacza to, że może przechowywać 8 wpisów.
  • loadFactor - współczynnik obciążenia tej mapy wynosi 0,6. Oznacza to, że za każdym razem, gdy nasza tabela skrótów jest zapełniona w 60%, wpisy są przenoszone do nowej tabeli skrótów o rozmiarze dwukrotnie większym niż oryginalna tabela skrótów.

Domyślna pojemność i współczynnik obciążenia

Możliwe jest utworzenie równoczesnej mapy mieszania bez definiowania jej pojemności i współczynnika obciążenia. Na przykład,

 // ConcurrentHashMap with default capacity and load factor ConcurrentHashMap numbers1 = new ConcurrentHashMap();

Domyślnie,

  • pojemność mapy wyniesie 16
  • współczynnik obciążenia wyniesie 0,75

Tworzenie ConcurrentHashMap z innych map

Oto, jak możemy stworzyć równoczesny hashmap zawierający wszystkie elementy innych map.

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.HashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( // Creating a hashmap of even numbers HashMap evenNumbers = new HashMap(); evenNumbers.put("Two", 2); evenNumbers.put("Four", 4); System.out.println("HashMap: " + evenNumbers); // Creating a concurrent hashmap from other map ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(evenNumbers); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); ) )

Wynik

 HashMap: (Cztery = 4, Dwa = 2) ConcurrentHashMap: (Cztery = 4, Dwa = 2, Trzy = 3)

Metody ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMapKlasa udostępnia metody, które pozwalają nam na wykonywanie różnych operacji na mapie.

Wstaw elementy do ConcurrentHashMap

  • put() - wstawia mapowanie określonego klucza / wartości do mapy
  • putAll() - wstawia wszystkie wpisy z określonej mapy do tej mapy
  • putIfAbsent() - wstawia mapowanie określonego klucza / wartości do mapy, jeśli określony klucz nie jest obecny w mapie

Na przykład,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( // Creating ConcurrentHashMap of even numbers ConcurrentHashMap evenNumbers = new ConcurrentHashMap(); // Using put() evenNumbers.put("Two", 2); evenNumbers.put("Four", 4); // Using putIfAbsent() evenNumbers.putIfAbsent("Six", 6); System.out.println("ConcurrentHashMap of even numbers: " + evenNumbers); //Creating ConcurrentHashMap of numbers ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); // Using putAll() numbers.putAll(evenNumbers); System.out.println("ConcurrentHashMap of numbers: " + numbers); ) )

Wynik

 ConcurrentHashMapa liczb parzystych: (sześć = 6, cztery = 4, dwa = 2) ConcurrentHashMapa liczb: (sześć = 6, jeden = 1, cztery = -4, dwa = 2)

Uzyskaj dostęp do elementów ConcurrentHashMap

1. Za pomocą entrySet (), keySet () i wartości ()

  • entrySet() - zwraca zestaw wszystkich mapowań klucz / wartość mapy
  • keySet() - zwraca zestaw wszystkich kluczy mapy
  • values() - zwraca zestaw wszystkich wartości mapy

Na przykład,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); numbers.put("Two", 2); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); // Using entrySet() System.out.println("Key/Value mappings: " + numbers.entrySet()); // Using keySet() System.out.println("Keys: " + numbers.keySet()); // Using values() System.out.println("Values: " + numbers.values()); ) )

Wynik

 ConcurrentHashMap: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Mapowania klucza / wartości: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Keys: (One, Two, Three) Values: (1, 2, 3 )

2. Korzystanie z get () i getOrDefault ()

  • get()- Zwraca wartość skojarzoną z określonym kluczem. Zwraca, nulljeśli klucz nie zostanie znaleziony.
  • getOrDefault()- Zwraca wartość skojarzoną z określonym kluczem. Zwraca określoną wartość domyślną, jeśli klucz nie zostanie znaleziony.

Na przykład,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); numbers.put("Two", 2); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); // Using get() int value1 = numbers.get("Three"); System.out.println("Using get(): " + value1); // Using getOrDefault() int value2 = numbers.getOrDefault("Five", 5); System.out.println("Using getOrDefault(): " + value2); ) )

Wynik

 ConcurrentHashMap: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Korzystanie z get (): 3 Korzystanie z getOrDefault (): 5

Usuń elementy ConcurrentHashMap

  • remove(key) - zwraca i usuwa wpis powiązany z określonym kluczem z mapy
  • remove(key, value) - removes the entry from the map only if the specified key mapped to the specified value and return a boolean value

For example,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); numbers.put("Two", 2); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); // remove method with single parameter int value = numbers.remove("Two"); System.out.println("Removed value: " + value); // remove method with two parameters boolean result = numbers.remove("Three", 3); System.out.println("Is the entry (Three=3) removed? " + result); System.out.println("Updated ConcurrentHashMap: " + numbers); ) )

Output

 ConcurrentHashMap: (One=1, Two=2, Three=3) Removed value: 2 Is the entry (Three=3) removed? True Updated ConcurrentHashMap: (One=1)

Bulk ConcurrentHashMap Operations

The ConcurrentHashMap class provides different bulk operations that can be applied safely to concurrent maps.

1. forEach() Method

The forEach() method iterates over our entries and executes the specified function.

It includes two parameters.

  • parallelismThreshold - It specifies that after how many elements operations in a map are executed in parallel.
  • transformer - This will transform the data before the data is passed to the specified function.

For example,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); numbers.put("Two", 2); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); // forEach() without transformer function numbers.forEach(4, (k, v) -> System.out.println("key: " + k + " value: " + v)); // forEach() with transformer function System.out.print("Values are "); numbers.forEach(4, (k, v) -> v, (v) -> System.out.print(v + ", ")); ) )

Output

 ConcurrentHashMap: (One = 1, Two = 2, Three = 3) key: One value: 1 key: Two value: 2 key: Three value: 3 Values are 1, 2, 3,

In the above program, we have used parallel threshold 4. This means if the map contains 4 entries, the operation will be executed in parallel.

Variation of forEach() Method

  • forEachEntry() - executes the specified function for each entry
  • forEachKey() - executes the specified function for each key
  • forEachValue() - executes the specified function for each value

2. search() Method

The search() method searches the map based on the specified function and returns the matched entry.

Here, the specified function determines what entry is to be searched.

It also includes an optional parameter parallelThreshold. The parallel threshold specifies that after how many elements in the map the operation is executed in parallel.

For example,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); numbers.put("Two", 2); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); // Using search() String key = numbers.search(4, (k, v) -> (return v == 3 ? k: null;)); System.out.println("Searched value: " + key); ) )

Output

 ConcurrentHashMap: (One=1, Two=2, Three=3) Searched value: Three

Variants of search() Method

  • searchEntries() - search function is applied to key/value mappings
  • searchKeys() - search function is only applied to the keys
  • searchValues() - search function is only applied to the values

3. reduce() Method

The reduce() method accumulates (gather together) each entry in a map. This can be used when we need all the entries to perform a common task, like adding all the values of a map.

It includes two parameters.

  • parallelismThreshold - It specifies that after how many elements, operations in a map are executed in parallel.
  • transformer - This will transform the data before the data is passed to the specified function.

For example,

 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; class Main ( public static void main(String() args) ( ConcurrentHashMap numbers = new ConcurrentHashMap(); numbers.put("One", 1); numbers.put("Two", 2); numbers.put("Three", 3); System.out.println("ConcurrentHashMap: " + numbers); // Using search() int sum = numbers.reduce(4, (k, v) -> v, (v1, v2) -> v1 + v2); System.out.println("Sum of all values: " + sum); ) )

Output

 ConcurrentHashMap: (One=1, Two=2, Three=3) Sum of all values: 6

In the above program, notice the statement

 numbers.reduce(4, (k, v) -> v, (v1, v2) -> v1+v2);

Here,

  • 4 is a parallel threshold
  • (k, v) -> v is a transformer function. It transfers the key/value mappings into values only.
  • (v1, v2) -> v1+v2 is a reducer function. It gathers together all the values and adds all values.

Variants of reduce() Method

  • reduceEntries() - returns the result of gathering all the entries using the specified reducer function
  • reduceKeys() - returns the result of gathering all the keys using the specified reducer function
  • reduceValues() - returns the result of gathering all the values using the specified reducer function

ConcurrentHashMap vs HashMap

Here are some of the differences between ConcurrentHashMap and HashMap,

  • ConcurrentHashMap is a thread-safe collection. That is, multiple threads can access and modify it at the same time.
  • ConcurrentHashMap provides methods for bulk operations like forEach(), search() and reduce().

Why ConcurrentHashMap?

  • ConcurrentHashMapKlasa umożliwia dostęp do wielu wątków jednocześnie swoje wpisy.
  • Domyślnie współbieżny hashmap jest podzielony na 16 segmentów . To jest powód, dla którego 16 wątków może jednocześnie modyfikować mapę w tym samym czasie. Jednak jednocześnie dowolna liczba wątków może uzyskać dostęp do mapy.
  • putIfAbsent()Metoda nie zastąpi wpis w mapie Jeśli określony klucz już istnieje.
  • Zapewnia własną synchronizację.

Interesujące artykuły...