HashMap和ConcurrentHashMap区别详解
HashMap和ConcurrentHashMap区别详解
HashMap和ConcurrentHashMap都是Java中常用的映射（Map）实现类，它们之间有一些显著的区别，主要体现在线程安全性、性能和使用场景上。
1.线程安全性
- HashMap：不是线程安全的，在多个线程并发访问时可能会导致数据不一致或程序崩溃。例如，如果多个线程同时修改HashMap中的元素，可能会导致
ConcurrentModificationException，或者导致数据丢失、覆盖等问题。如果需要在多线程环境中使用HashMap，需要手动同步。例如，可以使用Collections.synchronizedMap()或在外部进行同步。
- ConcurrentHashMap：是线程安全的，专门设计用于并发环境。它通过分段锁（Segment Locking）来提高并发访问性能。在ConcurrentHashMap中，锁的粒度较小，不同的线程可以同时访问不同的桶（bucket），从而减少锁的争用，提高性能。ConcurrentHashMap允许多个线程同时读操作，且不需要加锁。对于写操作，ConcurrentHashMap使用分段锁来确保线程安全。
2.锁的机制
HashMap：没有内置的锁机制，所有操作（如插入、更新、删除）必须由外部进行同步。
ConcurrentHashMap：采用分段锁（Segment Locks）或桶锁（Bucket Locks）机制。在Java 8及之后的版本中，ConcurrentHashMap引入了更加细粒度的锁机制，使用了
synchronized和CAS（Compare-And-Swap）来保证线程安全，而不是整个Map上加锁。写操作对于每个桶或者段采用不同的锁，这样不同的线程可以同时在不同的段上进行修改。读操作不需要加锁，因此能够在多线程环境下实现高效并发读取。
3.性能差异
HashMap：在单线程环境下，HashMap性能较好，因为它不需要额外的同步开销。
ConcurrentHashMap：在多线程环境下，ConcurrentHashMap由于采用了分段锁和更细粒度的锁机制，性能要优于同步的HashMap。但是，由于需要保证线程安全，它的性能开销也要比HashMap略高，尤其是在低并发情况下，性能差异不大。
4.支持的操作
HashMap：提供基本的
put()、get()、remove()等操作，不支持并发时的额外操作。ConcurrentHashMap：除了
put()、get()、remove()等常规操作外，还提供一些并发友好的操作：putIfAbsent(K key, V value)：如果给定的键还没有映射值，则添加。replace(K key, V oldValue, V newValue)：只有当键映射的值与oldValue相等时，才会替换成newValue。computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction)：当指定键没有映射值时，可以使用给定的函数计算并添加。
5.Null值支持
HashMap：HashMap可以存储null作为键和值。
ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap不允许存储null键或值。如果尝试存储null，会抛出
NullPointerException。
6.适用场景
HashMap：适用于单线程场景，或者在多线程场景下你手动管理同步。如果不需要线程安全性，HashMap通常更快。
ConcurrentHashMap：适用于多线程并发读写的场景，尤其是当多个线程频繁地访问和修改集合中的数据时。在并发性能要求较高时，ConcurrentHashMap比HashMap更适合。
总结
- HashMap是一个非线程安全的实现，适合单线程或外部同步的情况。
- ConcurrentHashMap是一个线程安全的实现，适用于高并发的多线程环境，它通过分段锁和更细粒度的锁来保证线程安全，从而提高并发性能。如果你在多线程环境中使用Map，而且不想自己手动同步，那么ConcurrentHashMap是更好的选择。