HashMap 在高并发场景下可能出现的性能问题以及如何规避这些问题

JDK1.8 之前 HashMap 底层是 数组和链表, 之后在之前基础上加上红黑树。
相比于之前的版本, JDK1.8 之后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。

HashMap 在容量不够进行 resize 时由于高并发可能出现死链,导致 CPU 飙升,为了避免这种情况的发生,建议在高并发场景下,可以使用其他数据结构来替代 HashMap,比如 ConcurrentHashMap,它是一种线程安全的哈希表实现,在高并发情况下能够保证并发性能和数据一致性。另外,还可以通过加锁的方式来避免死链的发生,比如使用 ReentrantLock 等锁机制,来保证对 HashMap 的操作是线程安全的。

HashMap 在高并发场景下可能出现的性能问题以及如何规避这些问题
首先,HashMap 是一种常用的哈希表实现,它用于存储 key-value 键值对,并提供了快速的插入、删除和查找操作。在 HashMap 中,元素的存储位置是根据 key 的哈希值来计算的,相同哈希值的元素会被放置在同一个桶(bucket)中。当 HashMap 中的元素个数达到了负载因子(load factor)所设置的阈值时,就需要对 HashMap 进行扩容操作,从而保证 HashMap 的性能。

但是,在进行扩容操作时,由于需要重新计算元素的哈希值,重新放置元素的位置,以及调整桶的大小等操作,可能会导致多个线程同时对同一个桶进行操作,从而发生死链(链表死循环)的情况。当发生死链时,CPU 的使用率会急剧飙升,严重影响系统的性能。

为了避免这种情况的发生,建议在高并发场景下,可以使用其他数据结构来替代 HashMap,比如 ConcurrentHashMap,它是一种线程安全的哈希表实现,在高并发情况下能够保证并发性能和数据一致性。另外,还可以通过加锁的方式来避免死链的发生,比如使用 ReentrantLock 等锁机制,来保证对 HashMap 的操作是线程安全的。

综上所述,为了避免 HashMap 在高并发情况下出现死链的情况,我们可以选择使用其他数据结构,或者采取加锁等措施来保证对 HashMap 的操作是线程安全的,从而避免CPU飙升的情况。

死链问题
死链问题通常是指在HashMap中的链表或树形结构中的某个元素失去了对其他元素的正确引用,导致链表或树的结构破裂。这通常在高并发场景下出现,因为多个线程同时对HashMap进行操作时可能会导致数据结构不一致。让我们通过一个简单的例子来说明死链问题。

假设我们有一个HashMap,其初始容量为16,哈希函数为hash(key) % 16。假设现在有两个线程A和B,它们同时对HashMap执行以下操作:

在线程A和线程B并发操作时,假设以下操作顺序发生:

线程A插入(key1, value1),将其放入bucket 1。
线程A开始插入(key2, value2),检查bucket 1并发现已存在一个元素,因此需要将(key2, value2)放在bucket 1的链表头部。此时,线程A已经获取了链表头部的引用。
在线程A完成插入操作之前,线程B开始插入(key3, value3)。线程B检查bucket 1并发现已存在一个元素,因此需要将(key3, value3)放在bucket 1的链表头部。线程B完成了插入操作。
线程A继续完成插入(key2, value2),但此时链表的结构已被线程B修改。由于线程A之前已经获取了链表头部的引用,它会将(key2, value2)插入到原始链表头部的下一个位置。这样,链表中的元素顺序将变为:(key3, value3) -> (key2, value2) -> (key1, value1)。
在这个例子中,虽然(key2, value2)没有丢失,但由于线程A和线程B的并发操作,链表的最终顺序可能与预期不符。在某些情况下,这可能会导致性能下降,例如在查找元素时需要遍历更长的链表。要避免这种问题,可以使用线程安全的数据结构,如ConcurrentHashMap。

https://javaguide.cn/java/collection/java-collection-questions-02.html#hashmap-多线程操作导致死循环问题看这个

文章整理自互联网,只做测试使用。发布者:Lomu,转转请注明出处:https://www.it1024doc.com/5325.html

(0)
LomuLomu
上一篇 2025 年 1 月 6 日
下一篇 2025 年 1 月 6 日

相关推荐

  • JetBrains全家桶激活破解教程

    所有JetbBrains软件的破解方法是一致的,区别在于激活码不同。 所以在使用前,请确保破解补丁已安装成功 注:以下所有激活码,必须配合破解补丁使用,否则会提示key is valid. 永久破解教程: 破解图文教程:https://www.it1024doc.com/4100.html IntelliJ IDEA激活码 XIZQAN09CR-eyJsaW…

    未分类 2024 年 6 月 22 日
    4.2K00
  • Intellij IDEA激活破解教程(IDEA激活破解码)

    IntelliJ IDEA 是业内公认的高级 Java 集成开发环境,被许多专业人士视为 Java 开发的首选工具。此篇指南将引导您使用脚本方法免费激活 IntelliJ IDEA 和 Jetbrains 其他产品,适用于 2021 年及以后的版本,包含最新版本。 安装过程 您可直接在 JetBrains 官方网站获取 IntelliJ IDEA 的最新版本…

    未分类 2024 年 7 月 10 日
    46200
  • ORM框架与数据库交互

    — title: ORM框架与数据库交互 date: 2024/12/22 updated: 2024/12/22 author: cmdragon excerpt: 对象关系映射(ORM)框架是连接数据库与编程语言的桥梁,它极大地简化了两者之间的交互。通过ORM,开发者能够以面向对象的方式处理数据库操作,避免了直接编写SQL语句的繁琐,从而提升开发效率…

    未分类 2024 年 12 月 27 日
    10100
  • Java 创建图形用户界面(GUI)入门指南(Swing库 JFrame 类)概述

    探索Java Swing的奇妙世界 目录概览 引言 核心理念 组件与容器的奥秘 GridLayout(网格布局) GridBagLayout(网格包布局) FlowLayout(流式布局) BorderLayout(边框布局) BoxLayout(箱式布局) 事件监听的艺术 引言 核心理念 Java Swing 的架构精髓 Java Swing,这个为Jav…

    2024 年 12 月 28 日
    14800
  • 永久破解IDEA,IDEA2024最新激活码(免费分享)

    IntelliJ IDEA 是广受欢迎的 Java 集成开发环境,被认为是最好的 Java 开发工具之一。本文将分享如何通过脚本免费激活 IDEA 及 Jetbrains 全家桶工具,支持 2021 及以上版本,包括最新版本。 一、下载并安装 IDEA 首先,前往 JetBrains 官网下载最新版本的 IDEA。安装过程非常简单,按照提示一步步操作即可。 …

    未分类 2024 年 7 月 16 日
    1.3K00

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

联系我们

400-800-8888

在线咨询: QQ交谈

邮件:admin@example.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

关注微信