Java ConcurrentHashMap

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθουμε για την κλάση Java ConcurrentHashMap και τις λειτουργίες της με τη βοήθεια παραδειγμάτων.

Η ConcurrentHashMapκλάση του πλαισίου συλλογών Java παρέχει έναν χάρτη ασφαλούς νήματος Δηλαδή, πολλά νήματα μπορούν να έχουν πρόσβαση στον χάρτη ταυτόχρονα χωρίς να επηρεάζουν τη συνέπεια των καταχωρήσεων σε έναν χάρτη.

Εφαρμόζει τη διεπαφή ConcurrentMap.

Δημιουργήστε ένα ConcurrentHashMap

Για να δημιουργήσουμε έναν ταυτόχρονο κατακερματισμό, πρέπει java.util.concurrent.ConcurrentHashMapπρώτα να εισαγάγουμε το πακέτο. Μόλις εισαγάγουμε το πακέτο, εδώ είναι πώς μπορούμε να δημιουργήσουμε ταυτόχρονους κατακερματισμούς στην Java.

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

Στον παραπάνω κώδικα, έχουμε δημιουργήσει έναν ταυτόχρονο hashmap με όνομα.

Εδώ,

  • Κλειδί - ένα μοναδικό αναγνωριστικό που χρησιμοποιείται για τη συσχέτιση κάθε στοιχείου (τιμή) σε έναν χάρτη
  • Τιμή - στοιχεία που σχετίζονται με κλειδιά σε έναν χάρτη

Παρατηρήστε το μέρος new ConcurrentHashMap(8, 0.6). Εδώ, η πρώτη παράμετρος είναι χωρητικότητα και η δεύτερη παράμετρος είναι loadFactor .

  • Χωρητικότητα - Η χωρητικότητα αυτού του χάρτη είναι 8. Δηλαδή, μπορεί να αποθηκεύσει 8 καταχωρήσεις.
  • loadFactor - Ο συντελεστής φόρτωσης αυτού του χάρτη είναι 0,6. Αυτό σημαίνει, όταν ο πίνακας κατακερματισμού συμπληρώνεται κατά 60%, οι εγγραφές μετακινούνται σε έναν νέο πίνακα κατακερματισμού διπλάσιου μεγέθους από τον αρχικό πίνακα κατακερματισμού.

Προεπιλεγμένη χωρητικότητα και συντελεστής φόρτωσης

Είναι δυνατό να δημιουργήσετε έναν ταυτόχρονο κατακερματισμό χωρίς να ορίσετε την ικανότητα και τον συντελεστή φόρτωσης. Για παράδειγμα,

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

Από προεπιλογή,

  • η χωρητικότητα του χάρτη θα είναι 16
  • ο συντελεστής φορτίου θα είναι 0,75

Δημιουργία ConcurrentHashMap από άλλους χάρτες

Δείτε πώς μπορούμε να δημιουργήσουμε έναν ταυτόχρονο κατακερματισμό που περιέχει όλα τα στοιχεία άλλων χαρτών.

 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); ) )

Παραγωγή

 HashMap: (Four = 4, Two = 2) ConcurrentHashMap: (Four = 4, Two = 2, Three = 3)

Μέθοδοι του ConcurrentHashMap

Η ConcurrentHashMapτάξη παρέχει μεθόδους που μας επιτρέπουν να εκτελούμε διάφορες λειτουργίες στο χάρτη.

Εισαγωγή στοιχείων στο ConcurrentHashMap

  • put() - εισάγει την καθορισμένη αντιστοίχιση κλειδιού / τιμής στον χάρτη
  • putAll() - εισάγει όλες τις καταχωρήσεις από καθορισμένο χάρτη σε αυτόν τον χάρτη
  • putIfAbsent() - εισάγει την καθορισμένη αντιστοίχιση κλειδιού / τιμής στον χάρτη εάν το καθορισμένο κλειδί δεν υπάρχει στον χάρτη

Για παράδειγμα,

 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); ) )

Παραγωγή

 ConcurrentHashMap των ζυγών αριθμών: (Six = 6, Four = 4, Two = 2) ConcurrentHashMap των αριθμών: (Six = 6, One = 1, Four = -4, Two = 2)

Πρόσβαση στα στοιχεία ConcurrentHashMap

1. Χρήση του entrySet (), keySet () και των τιμών ()

  • entrySet() - επιστρέφει ένα σύνολο όλων των χαρτογράφησης κλειδιών / τιμών του χάρτη
  • keySet() - επιστρέφει ένα σύνολο όλων των πλήκτρων του χάρτη
  • values() - επιστρέφει ένα σύνολο όλων των τιμών του χάρτη

Για παράδειγμα,

 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()); ) )

Παραγωγή

 ConcurrentHashMap: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Αντιστοίχιση κλειδιού / τιμής: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Keys: (One, Two, Three) Τιμές: (1, 2, 3 )

2. Χρησιμοποιώντας get () και getOrDefault ()

  • get()- Επιστρέφει την τιμή που σχετίζεται με το καθορισμένο κλειδί. Επιστρέφει nullεάν το κλειδί δεν βρεθεί.
  • getOrDefault()- Επιστρέφει την τιμή που σχετίζεται με το καθορισμένο κλειδί. Επιστρέφει την καθορισμένη προεπιλεγμένη τιμή εάν το κλειδί δεν βρεθεί.

Για παράδειγμα,

 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); ) )

Παραγωγή

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

Κατάργηση στοιχείων ConcurrentHashMap

  • remove(key) - επιστρέφει και καταργεί την καταχώριση που σχετίζεται με το καθορισμένο κλειδί από το χάρτη
  • 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?

  • Η ConcurrentHashMapτάξη επιτρέπει σε πολλά νήματα να έχουν πρόσβαση στις καταχωρίσεις της ταυτόχρονα.
  • Από προεπιλογή, το ταυτόχρονο hashmap χωρίζεται σε 16 τμήματα . Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο 16 νήματα επιτρέπεται να τροποποιούν ταυτόχρονα τον χάρτη ταυτόχρονα. Ωστόσο, οποιοσδήποτε αριθμός νημάτων μπορεί να έχει πρόσβαση στον χάρτη κάθε φορά.
  • Η putIfAbsent()μέθοδος δεν θα παρακάμψει την καταχώριση στο χάρτη εάν υπάρχει ήδη το καθορισμένο κλειδί.
  • Παρέχει το δικό του συγχρονισμό.

ενδιαφέροντα άρθρα...