Java基础系列（面试必备）：HashMap，Hashtable(HashTable)，SynchronizedMap和ConcurrentHashMap ！

前言

今天博主将为大家分享:Java基础系列（面试必备）：HashMap，Hashtable(HashTable)，SynchronizedMap和ConcurrentHashMap ！不喜勿喷，如有异议欢迎讨论！

首先为什么我写的是Hashtable不是HashTable大家可以自行百度一下，这个是java 1.0带过来的东西，不符合驼峰命名法但是他们也懒得修复删除了

首先

HashMap线程安全的吗？

Java中平时用的最多的Map集合就是HashMap了，它是线程不安全的。

例如：

当用在方法内的局部变量时，局部变量属于当前线程级别的变量，其他线程访问不了，所以这时也不存在线程安全不安全的问题了。
当用在单例对象成员变量的时候呢？这时候多个线程过来访问的就是同一个HashMap了，对同个HashMap操作这时候就存在线程安全的问题了。

线程安全的Map

为了避免出现场景2的线程安全的问题，不能使用HashMap作为成员变量，要寻求使用线程安全的Map，下面来总结下有哪些线程安全的Map

Hashtable(HashTable)

private Map<String, Object> map = new Hashtable<>();

我们来看一下Hashtable的get()和put()的源码

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public synchronized V get(Object key) {
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                return (V)e.value;
            }
        }
        return null;
    }

    public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

通过上述代码可以看到HashTable的get/put方法都被synchronized关键字修饰，说明它们是方法级别阻塞的，它们占用共享资源锁，所以导致同时只能一个线程操作get或者put，而且get/put操作不能同时执行，所以这种同步的集合效率非常低，一般不建议使用这个集合。

SynchronizedMap

private Map<String, Object> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>());

这种是直接使用工具类里面的方法创建SynchronizedMap，把传入进行的HashMap对象进行了包装同步而已，来看看它的源码。

/**
     * @serial include
     */
    private static class SynchronizedMap<K,V>
        implements Map<K,V>, Serializable {
        private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;

        private final Map<K,V> m;     // Backing Map
        final Object      mutex;        // Object on which to synchronize

        SynchronizedMap(Map<K,V> m) {
            this.m = Objects.requireNonNull(m);
            mutex = this;
        }

        SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
            this.m = m;
            this.mutex = mutex;
        }

        public int size() {
            synchronized (mutex) {return m.size();}
        }
        public boolean isEmpty() {
            synchronized (mutex) {return m.isEmpty();}
        }
        public boolean containsKey(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}
        }
        public boolean containsValue(Object value) {
            synchronized (mutex) {return m.containsValue(value);}
        }
        public V get(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.get(key);}
        }

        public V put(K key, V value) {
            synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
        }
        public V remove(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.remove(key);}
        }
        public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) {
            synchronized (mutex) {m.putAll(map);}
        }
        public void clear() {
            synchronized (mutex) {m.clear();}
        }

        private transient Set<K> keySet;
        private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
        private transient Collection<V> values;

        public Set<K> keySet() {
            synchronized (mutex) {
                if (keySet==null)
                    keySet = new SynchronizedSet<>(m.keySet(), mutex);
                return keySet;
            }
        }

        public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
            synchronized (mutex) {
                if (entrySet==null)
                    entrySet = new SynchronizedSet<>(m.entrySet(), mutex);
                return entrySet;
            }
        }

        public Collection<V> values() {
            synchronized (mutex) {
                if (values==null)
                    values = new SynchronizedCollection<>(m.values(), mutex);
                return values;
            }
        }

        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o)
                return true;
            synchronized (mutex) {return m.equals(o);}
        }
        public int hashCode() {
            synchronized (mutex) {return m.hashCode();}
        }
        public String toString() {
            synchronized (mutex) {return m.toString();}
        }

贴出来一部分代码太长了这个

通过上述代码看到这个同步方式实现也比较简单，看出SynchronizedMap的实现方式是加了个对象锁，每次对HashMap的操作都要先获取这个mutex的对象锁才能进入，所以性能也不会比HashTable好到哪里去，也不建议使用。

ConcurrentHashMap

这个也是最推荐使用的线程安全的Map，也是实现方式最复杂的一个集合，每个版本的实现方式也不一样，在jdk8之前是使用分段加锁的一个方式，分成16个桶，每次只加锁其中一个桶，而在jdk8又加入了红黑树和CAS算法来实现。

Map<String, Object> map = new ConcurrentHashMap<>();

下面看一下ConcurrentHashMap的get()方法

public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
        int h = spread(key.hashCode());
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
            if ((eh = e.hash) == h) {
                if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                    return e.val;
            }
            else if (eh < 0)
                return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
            while ((e = e.next) != null) {
                if (e.hash == h &&
                    ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                    return e.val;
            }
        }
        return null;
    }

通过上述代码可以看到虽然实现起来很复杂，但使用起来也是非常简单的，在java面试中问的频率也非常高，最重要的是性能要比上面两种同步方式要快太多，推荐使用。后面也会去学习ConcurrentHashMap 发布一些文章

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