Java ConcurrentHashMap

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu về lớp Java ConcurrentHashMap và các hoạt động của nó với sự trợ giúp của các ví dụ.

Các ConcurrentHashMaplớp học của khuôn khổ bộ sưu tập Java cung cấp một bản đồ thread-safe. Có nghĩa là, nhiều luồng có thể truy cập bản đồ cùng một lúc mà không ảnh hưởng đến tính nhất quán của các mục trong bản đồ.

Nó thực hiện giao diện ConcurrentMap.

Tạo bản đồ ConcurrentHashMap

Để tạo một bản đồ băm đồng thời, java.util.concurrent.ConcurrentHashMaptrước tiên chúng ta phải nhập gói. Khi chúng tôi nhập gói, đây là cách chúng tôi có thể tạo các bản đồ băm đồng thời trong Java.

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

Trong đoạn mã trên, chúng tôi đã tạo một bản đồ băm đồng thời có tên là các số.

Đây,

  • Khóa - một số nhận dạng duy nhất được sử dụng để liên kết từng phần tử (giá trị) trong bản đồ
  • Giá trị - các yếu tố được liên kết bởi các khóa trong bản đồ

Chú ý phần new ConcurrentHashMap(8, 0.6). Ở đây, tham số đầu tiên là dung lượng và tham số thứ hai là loadFactor .

  • Dung lượng - Dung lượng của bản đồ này là 8. Có nghĩa là, nó có thể lưu trữ 8 mục nhập.
  • loadFactor - Hệ số tải của bản đồ này là 0,6. Điều này có nghĩa là, bất cứ khi nào bảng băm của chúng ta được lấp đầy 60%, các mục nhập sẽ được chuyển sang một bảng băm mới có kích thước gấp đôi kích thước của bảng băm ban đầu.

Công suất mặc định và hệ số tải

Có thể tạo một bản đồ băm đồng thời mà không cần xác định dung lượng và hệ số tải của nó. Ví dụ,

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

Theo mặc định,

  • dung lượng của bản đồ sẽ là 16
  • hệ số tải sẽ là 0,75

Tạo Bản đồ đồng thời từ Bản đồ khác

Đây là cách chúng ta có thể tạo một bản đồ băm đồng thời chứa tất cả các phần tử của các bản đồ khác.

 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); ) )

Đầu ra

 HashMap: (Bốn = 4, Hai = 2) ConcurrentHashMap: (Bốn = 4, Hai = 2, Ba = 3)

Phương thức ConcurrentHashMap

Các ConcurrentHashMaplớp học cung cấp phương pháp đó cho phép chúng tôi thực hiện các hoạt động khác nhau trên bản đồ.

Chèn các phần tử vào ConcurrentHashMap

  • put() - chèn ánh xạ khóa / giá trị được chỉ định vào bản đồ
  • putAll() - chèn tất cả các mục từ bản đồ được chỉ định vào bản đồ này
  • putIfAbsent() - chèn ánh xạ khóa / giá trị được chỉ định vào bản đồ nếu khóa được chỉ định không có trong bản đồ

Ví dụ,

 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); ) )

Đầu ra

 Bản đồ ConcurrentHash của các số chẵn: (Sáu = 6, Bốn = 4, Hai = 2) Bản đồ ConcurrentHash của các số: (Sáu = 6, Một = 1, Bốn = -4, Hai = 2)

Truy cập các phần tử ConcurrentHashMap

1. Sử dụng entrySet (), keySet () và các giá trị ()

  • entrySet() - trả về một tập hợp tất cả ánh xạ khóa / giá trị của bản đồ
  • keySet() - trả về một tập hợp tất cả các khóa của bản đồ
  • values() - trả về một tập hợp tất cả các giá trị của bản đồ

Ví dụ,

 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()); ) )

Đầu ra

 ConcurrentHashMap: (Một = 1, Hai = 2, Ba = 3) Ánh xạ khóa / giá trị: (Một = 1, Hai = 2, Ba = 3) Khóa: (Một, Hai, Ba) Giá trị: (1, 2, 3 )

2. Sử dụng get () và getOrDefault ()

  • get()- Trả về giá trị được liên kết với khóa được chỉ định. Trả về nullnếu không tìm thấy khóa.
  • getOrDefault()- Trả về giá trị được liên kết với khóa được chỉ định. Trả về giá trị mặc định đã chỉ định nếu không tìm thấy khóa.

Ví dụ,

 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); ) )

Đầu ra

 ConcurrentHashMap: (Một = 1, Hai = 2, Ba = 3) Sử dụng get (): 3 Sử dụng getOrDefault (): 5

Loại bỏ các phần tử ConcurrentHashMap

  • remove(key) - trả về và xóa mục nhập được liên kết với khóa được chỉ định khỏi bản đồ
  • 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?

  • Các ConcurrentHashMaplớp cho phép nhiều luồng để truy cập mục của nó đồng thời.
  • Theo mặc định, bản đồ băm đồng thời được chia thành 16 đoạn . Đây là lý do tại sao 16 luồng được phép đồng thời sửa đổi bản đồ cùng một lúc. Tuy nhiên, bất kỳ số lượng chủ đề nào cũng có thể truy cập vào bản đồ tại một thời điểm.
  • Các putIfAbsent()phương pháp sẽ không ghi đè các mục trong bản đồ nếu phím được chỉ định đã tồn tại.
  • Nó cung cấp sự đồng bộ hóa của riêng nó.

thú vị bài viết...