Чем отличается HashMap от ConcurrentHashMap?

1️⃣ Как кратко ответить

HashMap не является потокобезопасной и не подходит для использования в многопоточной среде без внешней синхронизации. ConcurrentHashMap, напротив, разработан для безопасной работы в многопоточной среде, обеспечивая конкурентный доступ к элементам без необходимости полной блокировки всей коллекции.

2️⃣ Подробное объяснение темы

HashMap и ConcurrentHashMap — это две реализации интерфейса Map в Java, которые используются для хранения пар "ключ-значение". Однако они имеют разные характеристики, особенно в контексте многопоточности.

HashMap:

• Потокобезопасность: HashMap не является потокобезопасной. Это означает, что если несколько потоков одновременно пытаются модифицировать HashMap, это может привести к непредсказуемым результатам, таким как потеря данных или исключения.
• Использование: HashMap подходит для использования в однопоточных приложениях или в случаях, когда доступ к нему синхронизирован вручную.
• Производительность: HashMap обеспечивает высокую производительность в однопоточных приложениях благодаря отсутствию накладных расходов на синхронизацию.

ConcurrentHashMap:

• Потокобезопасность: ConcurrentHashMap разработан для безопасной работы в многопоточной среде. Он использует механизм сегментации, который позволяет нескольким потокам одновременно читать и записывать в карту без необходимости блокировки всей коллекции.
• Механизм блокировки: Вместо полной блокировки, как в случае с Collections.synchronizedMap(), ConcurrentHashMap использует более тонкую блокировку на уровне сегментов, что позволяет нескольким потокам одновременно работать с разными сегментами.
• Производительность: Благодаря сегментации и тонкой блокировке, ConcurrentHashMap обеспечивает более высокую производительность в многопоточных приложениях по сравнению с полностью синхронизированными коллекциями.

Пример кода:

import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
​
public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Создание экземпляра HashMap
        HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put(1, "One");
        hashMap.put(2, "Two");
        // HashMap не потокобезопасен, поэтому в многопоточной среде
        // необходимо использовать внешнюю синхронизацию
​
        // Создание экземпляра ConcurrentHashMap
        ConcurrentHashMap<Integer, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();
        concurrentHashMap.put(1, "One");
        concurrentHashMap.put(2, "Two");
        // ConcurrentHashMap потокобезопасен и может использоваться
        // в многопоточной среде без дополнительной синхронизации
    }
}

• HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<>(); — Создается экземпляр HashMap, который не является потокобезопасным.
• hashMap.put(1, "One"); — Добавление пары "ключ-значение" в HashMap.
• ConcurrentHashMap<Integer, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>(); — Создается экземпляр ConcurrentHashMap, который является потокобезопасным.
• concurrentHashMap.put(1, "One"); — Добавление пары "ключ-значение" в ConcurrentHashMap.

ConcurrentHashMap предпочтителен в многопоточных приложениях, где требуется высокая производительность и безопасность при одновременном доступе из нескольких потоков. HashMap, в свою очередь, лучше использовать в однопоточных приложениях или с внешней синхронизацией.