1、线程不安全的HashMap
因为多线程环境下,使用Hashmap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%,所以在并发情况下不能使用HashMap。

2、效率低下的HashTable容器
HashTable容器使用synchronized来保证线程安全,但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时,其他线程访问HashTable的同步方法时,可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素,线程2不但不能使用put方法添加元素,并且也不能使用get方法来获取元素,所以竞争越激烈效率越低。

3、ConcurrentHashMap分段锁技术
ConcurrentHashMap是Java 5中支持高并发、高吞吐量的线程安全HashMap实现。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment,类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构,即内部拥有一个Entry数组,数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。

当需要put元素的时候,并不是对整个hashmap进行加锁,而是先通过hashcode来知道他要放在哪一个分段中,然后对这个分段进行加锁,所以当多线程put的时候,只要不是放在一个分段中,就实现了真正的并行的插入。

但是,在统计size的时候,可就是获取hashmap全局信息的时候,就需要获取所有的分段锁才能统计。

分段锁的设计目的是细化锁的粒度,当操作不需要更新整个数组的时候,就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

4、用法
模拟信息的发送和接收,场景是这样的:
服务器向客户端发送信息,要保证信息100%的发送给客户端,那么发给客户端之后,客户端返回一个消息告诉服务器,已经收到。当服务器一直没有收到客户端返回的消息,那么服务器会一直发送这个信息,直到客户端接收并确认该信息,这时候再删除重复发送的这个信息。

为了模拟该场景,这里写两个线程,一个是发送线程,一个是接收线程,把要发送的信息保存到线程安全的对象里面,防止发生线程安全问题,这里采用ConcurrentHashMap。

a、SendThread:信息重新发送类

package com.lynch.lock;

import java.util.Map.Entry;

/**
*
*
* @author Lynch
*/
public class SendThread extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
sleep(6000);
while (ConcurrentHashMapTest.pushMessage.size() > 0) {
for (Entry<Integer, String> hashMap : ConcurrentHashMapTest.pushMessage.entrySet()) {
System.out.println("消息id:" + hashMap.getKey()+ "未发送成功,在此重发:" + hashMap.getValue());
} sleep(1000);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

b、ReceiveThread:信息接收类

package com.lynch.lock;

import java.util.Map.Entry;

/**
* 接收发送过来的信息,并从内存中删除
*
* @author Administrator
*
*/
public class ReceiveThread extends Thread {
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
sleep(2000);
for (Entry<Integer, String> map : ConcurrentHashMapTest.pushMessage.entrySet()) {
if (map.getKey() == i) {
System.out.println("成功收到id为:" + map.getKey() + "返回的信息,删除该元素");
ConcurrentHashMapTest.pushMessage.remove(map.getKey());
}
}
System.out.println("内存对象中的元素数量为:" + ConcurrentHashMapTest.pushMessage.size());
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

c、ConcurrentHashMapTest:主类入口

package com.lynch.lock;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
* 模拟信息的发送和接收
*
* @author Lynch
*/
public class ConcurrentHashMapTest {
public static ConcurrentHashMap<Integer, String> pushMessage = new ConcurrentHashMap<Integer, String>(); public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
pushMessage.put(i, "该消息是id为" + i + "的消息");
} Thread sendThread = new SendThread();
Thread receiveThread = new ReceiveThread();
sendThread.start();
receiveThread.start();
for (int i = 5; i < 10; i++) {
pushMessage.put(i, "该消息是id为" + i + "的消息");
}
}
}

这样两个线程可以轮流的进行各自的事情,并且不会造成数据安全的问题。用这种方式,再结合Androidpn的推送机制,会更加符合实际生产中的应用。

05-11 16:15