Java ConcurrentHashMap

In diesem Tutorial lernen wir anhand von Beispielen die Java ConcurrentHashMap-Klasse und ihre Operationen kennen.

Die ConcurrentHashMapKlasse des Java-Sammlungsframeworks bietet eine thread-sichere Zuordnung. Das heißt, mehrere Threads können gleichzeitig auf die Karte zugreifen, ohne die Konsistenz der Einträge in einer Karte zu beeinträchtigen.

Es implementiert die ConcurrentMap-Schnittstelle.

Erstellen Sie eine ConcurrentHashMap

Um eine gleichzeitige Hashmap zu erstellen, müssen wir java.util.concurrent.ConcurrentHashMapzuerst das Paket importieren . Sobald wir das Paket importiert haben, können wir hier gleichzeitige Hashmaps in Java erstellen.

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

Im obigen Code haben wir eine gleichzeitige Hashmap mit dem Namen numbers erstellt.

Hier,

  • Schlüssel - eine eindeutige Kennung, mit der jedes Element (Wert) in einer Karte zugeordnet wird
  • Wert - Elemente, die durch Schlüssel in einer Karte verknüpft sind

Beachten Sie das Teil new ConcurrentHashMap(8, 0.6). Hier ist der erste Parameter die Kapazität und der zweite Parameter loadFactor .

  • Kapazität - Die Kapazität dieser Karte beträgt 8. Das heißt, sie kann 8 Einträge speichern.
  • loadFactor - Der Lastfaktor dieser Karte beträgt 0,6. Das heißt, wenn unsere Hash-Tabelle zu 60% gefüllt ist, werden die Einträge in eine neue Hash-Tabelle verschoben, die doppelt so groß ist wie die ursprüngliche Hash-Tabelle.

Standardkapazität und Lastfaktor

Es ist möglich, eine gleichzeitige Hashmap zu erstellen, ohne deren Kapazität und Lastfaktor zu definieren. Beispielsweise,

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

Standardmäßig,

  • Die Kapazität der Karte beträgt 16
  • Der Lastfaktor beträgt 0,75

ConcurrentHashMap aus anderen Maps erstellen

Hier erfahren Sie, wie Sie eine gleichzeitige Hashmap erstellen können, die alle Elemente anderer Karten enthält.

 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); ) )

Ausgabe

 HashMap: (Vier = 4, Zwei = 2) ConcurrentHashMap: (Vier = 4, Zwei = 2, Drei = 3)

Methoden von ConcurrentHashMap

Die ConcurrentHashMapKlasse bietet Methoden, mit denen wir verschiedene Operationen auf der Karte ausführen können.

Fügen Sie Elemente in ConcurrentHashMap ein

  • put() - fügt die angegebene Schlüssel- / Wertzuordnung in die Zuordnung ein
  • putAll() - fügt alle Einträge aus der angegebenen Karte in diese Karte ein
  • putIfAbsent() - fügt die angegebene Schlüssel- / Wertzuordnung in die Karte ein, wenn der angegebene Schlüssel nicht in der Karte vorhanden ist

Beispielsweise,

 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); ) )

Ausgabe

 ConcurrentHashMap mit geraden Zahlen: (Sechs = 6, Vier = 4, Zwei = 2) ConcurrentHashMap mit Zahlen: (Sechs = 6, Eins = 1, Vier = -4, Zwei = 2)

Greifen Sie auf ConcurrentHashMap-Elemente zu

1. Verwenden Sie entrySet (), keySet () und values ​​()

  • entrySet() - gibt einen Satz aller Schlüssel- / Wertzuordnungen der Karte zurück
  • keySet() - gibt einen Satz aller Schlüssel der Karte zurück
  • values() - gibt einen Satz aller Werte der Karte zurück

Beispielsweise,

 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()); ) )

Ausgabe

 ConcurrentHashMap: (Eins = 1, Zwei = 2, Drei = 3) Schlüssel- / Wertzuordnungen: (Eins = 1, Zwei = 2, Drei = 3) Schlüssel: (Eins, Zwei, Drei) Werte: (1, 2, 3 )

2. Verwenden Sie get () und getOrDefault ()

  • get()- Gibt den Wert zurück, der dem angegebenen Schlüssel zugeordnet ist. Gibt zurück, nullwenn der Schlüssel nicht gefunden wird.
  • getOrDefault()- Gibt den Wert zurück, der dem angegebenen Schlüssel zugeordnet ist. Gibt den angegebenen Standardwert zurück, wenn der Schlüssel nicht gefunden wird.

Beispielsweise,

 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); ) )

Ausgabe

 ConcurrentHashMap: (Eins = 1, Zwei = 2, Drei = 3) Verwenden von get (): 3 Verwenden von getOrDefault (): 5

Entfernen Sie ConcurrentHashMap-Elemente

  • remove(key) - gibt den mit dem angegebenen Schlüssel verknüpften Eintrag zurück und entfernt ihn aus der Karte
  • 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?

  • Die ConcurrentHashMapKlasse ermöglicht es mehreren Threads, gleichzeitig auf ihre Einträge zuzugreifen.
  • Standardmäßig ist die gleichzeitige Hashmap in 16 Segmente unterteilt . Dies ist der Grund, warum 16 Threads gleichzeitig die Map ändern dürfen. Es können jedoch beliebig viele Threads gleichzeitig auf die Karte zugreifen.
  • Die putIfAbsent()Methode überschreibt den Eintrag in der Karte nicht, wenn der angegebene Schlüssel bereits vorhanden ist.
  • Es bietet eine eigene Synchronisation.

Interessante Beiträge...