Java ConcurrentHashMap

В этом руководстве мы узнаем о классе Java ConcurrentHashMap и его операциях с помощью примеров.

ConcurrentHashMapКласс рамках коллекции Java обеспечивает поточно-карту. То есть несколько потоков могут получить доступ к карте одновременно, не влияя на согласованность записей на карте.

Он реализует интерфейс ConcurrentMap.

Создать ConcurrentHashMap

Чтобы создать параллельную хэш-карту, мы должны java.util.concurrent.ConcurrentHashMapсначала импортировать пакет. После импорта пакета вот как мы можем создавать параллельные хэш-карты в Java.

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

В приведенном выше коде мы создали параллельную хэш-карту с именем numbers.

Вот,

  • Ключ - уникальный идентификатор, используемый для связи каждого элемента (значения) на карте.
  • Значение - элементы, связанные ключами на карте

Обратите внимание на деталь new ConcurrentHashMap(8, 0.6). Здесь первый параметр - это емкость, а второй - loadFactor .

  • емкость - емкость этой карты составляет 8. Это означает, что она может хранить 8 записей.
  • loadFactor - коэффициент загрузки этой карты равен 0,6. Это означает, что всякий раз, когда наша хеш-таблица заполняется на 60%, записи перемещаются в новую хеш-таблицу, размер которой в два раза превышает размер исходной хеш-таблицы.

Емкость и коэффициент загрузки по умолчанию

Можно создать параллельную хэш-карту без определения ее емкости и коэффициента загрузки. Например,

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

По умолчанию,

  • вместимость карты будет 16
  • коэффициент загрузки составит 0,75

Создание ConcurrentHashMap из других карт

Вот как мы можем создать параллельную хэш-карту, содержащую все элементы других карт.

 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); ) )

Вывод

 HashMap: (Четыре = 4, Два = 2) ConcurrentHashMap: (Четыре = 4, Два = 2, Три = 3)

Методы ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMapКласс предоставляет методы, позволяющие выполнять различные операции по карте.

Вставить элементы в ConcurrentHashMap

  • put() - вставляет указанное сопоставление ключ / значение на карту
  • putAll() - вставляет все записи с указанной карты на эту карту
  • putIfAbsent() - вставляет указанное сопоставление ключа / значения на карту, если указанный ключ отсутствует на карте

Например,

 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); ) )

Вывод

 ConcurrentHashMap четных чисел: (Six = 6, Four = 4, Two = 2) ConcurrentHashMap чисел: (Six = 6, One = 1, Four = -4, Two = 2)

Доступ к элементам ConcurrentHashMap

1. Использование entrySet (), keySet () и values ​​()

  • entrySet() - возвращает набор всех сопоставлений ключ / значение карты
  • keySet() - возвращает набор всех ключей карты
  • values() - возвращает набор всех значений карты

Например,

 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()); ) )

Вывод

 ConcurrentHashMap: (Один = 1, Два = 2, Три = 3) Сопоставления ключей / значений: (Один = 1, Два = 2, Три = 3) Ключи: (Один, Два, Три) Значения: (1, 2, 3 )

2. Использование get () и getOrDefault ()

  • get()- Возвращает значение, связанное с указанным ключом. Возвращает, nullесли ключ не найден.
  • getOrDefault()- Возвращает значение, связанное с указанным ключом. Возвращает указанное значение по умолчанию, если ключ не найден.

Например,

 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); ) )

Вывод

 ConcurrentHashMap: (Один = 1, Два = 2, Три = 3) Использование get (): 3 Использование getOrDefault (): 5

Удалить элементы ConcurrentHashMap

  • remove(key) - возвращает и удаляет запись, связанную с указанным ключом, с карты
  • 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?

  • ConcurrentHashMapКласс позволяет несколько потоков получить доступ к его записи одновременно.
  • По умолчанию параллельная хэш-карта разделена на 16 сегментов . Это причина, по которой 16 потоков могут одновременно изменять карту. Однако любое количество потоков может получить доступ к карте одновременно.
  • putIfAbsent()Метод не отменит запись в карте , если указанный ключ уже существует.
  • Обеспечивает собственную синхронизацию.

Интересные статьи...