Java ConcurrentHashMap

У цьому підручнику ми дізнаємось про клас Java ConcurrentHashMap та його операції на прикладах.

ConcurrentHashMapКлас рамках колекції Java забезпечує поточно-карту. Тобто, декілька потоків можуть отримати доступ до карти одночасно, не впливаючи на узгодженість записів на карті.

Він реалізує інтерфейс ConcurrentMap.

Створіть ConcurrentHashMap

Для того, щоб створити одночасну хеш-карту, спочатку потрібно імпортувати java.util.concurrent.ConcurrentHashMapпакет. Як тільки ми імпортуємо пакет, ось як ми можемо створювати паралельні хеш-карти в Java.

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

У наведеному вище коді ми створили одночасну хеш-карту з іменем numbers.

Ось,

  • Ключ - унікальний ідентифікатор, який використовується для асоціювання кожного елемента (значення) на карті
  • Значення - елементи, пов'язані ключами на карті

Зверніть увагу на частину new ConcurrentHashMap(8, 0.6). Тут першим параметром є ємність, а другим параметром loadFactor .

  • ємність - Місткість цієї карти дорівнює 8. Значення, вона може зберігати 8 записів.
  • loadFactor - коефіцієнт навантаження на цій карті становить 0,6. Це означає, що всякий раз, коли наша хеш-таблиця заповнюється на 60%, записи переміщуються до нової хеш-таблиці подвійного розміру вихідної хеш-таблиці.

Потужність та коефіцієнт навантаження за замовчуванням

Можна створити одночасну хеш-карту, не визначаючи її потужності та коефіцієнта завантаження. Наприклад,

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

За замовчуванням,

  • ємність карти складе 16
  • коефіцієнт навантаження складе 0,75

Створення ConcurrentHashMap з інших карт

Ось як ми можемо створити одночасну хеш-карту, що містить усі елементи інших 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); ) )

Вихідні дані

 HashMap: (чотири = 4, два = 2) ConcurrentHashMap: (чотири = 4, два = 2, три = 3)

Методи ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMapКлас надає методи, що дозволяють виконувати різні операції по карті.

Вставити елементи в ConcurrentHashMap

  • put() - вставляє вказане відображення ключа / значення на карту
  • putAll() - вставляє всі записи із зазначеної карти на цю карту
  • putIfAbsent() - вставляє вказане відображення ключа / значення на карту, якщо вказаний ключ відсутній на карті

Наприклад,

 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); ) )

Вихідні дані

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

Доступ до елементів ConcurrentHashMap

1. Використання entrySet (), keySet () та значень ()

  • entrySet() - повертає набір усіх відображень ключа / значення на карті
  • keySet() - повертає набір усіх клавіш карти
  • values() - повертає набір усіх значень карти

Наприклад,

 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()); ) )

Вихідні дані

 ConcurrentHashMap: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Отображення ключа / значення: (One = 1, Two = 2, Three = 3) Клавіші: (One, Two, Three) Значення: (1, 2, 3 )

2. Використання get () та getOrDefault ()

  • get()- Повертає значення, пов'язане із зазначеним ключем. Повертає, nullякщо ключ не знайдено.
  • getOrDefault()- Повертає значення, пов'язане із зазначеним ключем. Повертає вказане значення за замовчуванням, якщо ключ не знайдено.

Наприклад,

 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); ) )

Вихідні дані

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

Видаліть елементи ConcurrentHashMap

  • remove(key) - повертає та видаляє запис, пов'язаний із зазначеним ключем, з карти
  • 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?

  • ConcurrentHashMapКлас дозволяє кілька потоків отримати доступ до його записи одночасно.
  • За замовчуванням паралельна хеш-карта розділена на 16 сегментів . Це причина, чому 16 потокам дозволяється одночасно змінювати карту одночасно. Однак будь-яка кількість потоків може одночасно отримати доступ до карти.
  • putIfAbsent()Метод не скасує запис в карті , якщо зазначений ключ вже існує.
  • Він забезпечує власну синхронізацію.

Цікаві статті...