ConcurrentLinkedHashMap
# 功能介绍
ConcurrentLinkedHashMap是Hutool中提供的并发安全的有序Map实现,它结合了ConcurrentHashMap的并发安全特性和LinkedHashMap的有序特性。ConcurrentLinkedHashMap支持插入顺序和访问顺序两种模式,可以根据配置在访问元素时自动调整元素顺序,非常适合实现LRU(最近最少使用)缓存。同时,它支持固定大小,当超过设定容量时会自动移除最旧的条目。
# 主要特性
- 并发安全,支持多线程操作
- 基于LinkedHashMap实现,支持有序特性
- 支持插入顺序和访问顺序两种模式
- 支持固定大小,自动移除最旧条目
- 支持LRU(最近最少使用)缓存实现
- 基于ConcurrentHashMap实现,性能优异
- 支持所有Map接口方法
- 支持null值,但不支持null键
- 线程安全,适合多线程环境使用
- 高并发场景下性能优异
- 支持并发读写操作
# 适用场景
- 高并发环境下的缓存系统
- 实现LRU(最近最少使用)缓存
- 需要保持插入顺序或访问顺序的并发Map
- 多线程环境下的有序Map需求
- 需要固定大小的并发缓存
- 高并发场景下的有序数据存储
- 实现线程安全的FIFO(先进先出)队列
- 任何需要并发安全且有序的Map场景
# 使用示例
# 示例1:基本用法
// 创建ConcurrentLinkedHashMap实例(默认插入顺序)
ConcurrentLinkedHashMap<String, Object> concurrentMap = new ConcurrentLinkedHashMap<>(16, 0.75f, 16);
// 添加键值对
concurrentMap.put("key1", "value1");
concurrentMap.put("key2", "value2");
concurrentMap.put("key3", "value3");
concurrentMap.put("key4", "value4");
// 获取值
Object value1 = concurrentMap.get("key1");
// 输出: value1
// 遍历Map,保持插入顺序
concurrentMap.forEach((key, value) -> {
Console.log(key + "=" + value);
});
// 输出:
// key1=value1
// key2=value2
// key3=value3
// key4=value4
# 示例2:创建固定大小的LRU缓存
// 创建固定大小为3的ConcurrentLinkedHashMap,使用访问顺序(LRU模式)
ConcurrentLinkedHashMap<String, Object> lruCache = new ConcurrentLinkedHashMap<>(3, 0.75f, 3, true);
// 添加键值对
lruCache.put("key1", "value1");
lruCache.put("key2", "value2");
lruCache.put("key3", "value3");
// 访问key1,将其移到队尾(最近使用)
lruCache.get("key1");
// 添加第4个键值对,超过容量,自动移除最旧的key2
lruCache.put("key4", "value4");
// 遍历Map,此时key2已被移除
lruCache.forEach((key, value) -> {
Console.log(key + "=" + value);
});
// 输出:
// key3=value3
// key1=value1
// key4=value4
# 示例3:使用访问顺序
// 创建使用访问顺序的ConcurrentLinkedHashMap
ConcurrentLinkedHashMap<String, Object> accessOrderMap = new ConcurrentLinkedHashMap<>(16, 0.75f, 16, true);
// 添加键值对
accessOrderMap.put("key1", "value1");
accessOrderMap.put("key2", "value2");
accessOrderMap.put("key3", "value3");
// 访问元素,调整顺序
accessOrderMap.get("key2");
accessOrderMap.get("key1");
// 遍历Map,按访问顺序排序
accessOrderMap.forEach((key, value) -> {
Console.log(key + "=" + value);
});
// 输出:
// key3=value3
// key2=value2
// key1=value1
# 示例4:多线程操作
// 创建ConcurrentLinkedHashMap实例
ConcurrentLinkedHashMap<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentLinkedHashMap<>(16, 0.75f, 16);
// 多线程写入
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
final int index = i;
executor.submit(() -> {
concurrentMap.put("key" + index, index);
});
}
// 等待所有任务完成
executor.shutdown();
executor.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);
// 多线程读取
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executor.submit(() -> {
for (int j = 0; j < 100; j++) {
concurrentMap.get("key" + j);
}
});
}
// 等待所有任务完成
executor.shutdown();
executor.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);
// 输出Map大小
Console.log("Map size: " + concurrentMap.size());
// 输出: Map size: 1000
# 示例5:与其他Map的对比
// ConcurrentLinkedHashMap vs ConcurrentHashMap
// ConcurrentLinkedHashMap: 并发安全 + 有序
// ConcurrentHashMap: 并发安全 + 无序
ConcurrentLinkedHashMap<String, Object> concurrentLinkedMap = new ConcurrentLinkedHashMap<>(16, 0.75f, 16);
ConcurrentHashMap<String, Object> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();
// 添加相同的键值对
concurrentLinkedMap.put("b", "value2");
concurrentLinkedMap.put("a", "value1");
concurrentLinkedMap.put("c", "value3");
concurrentHashMap.put("b", "value2");
concurrentHashMap.put("a", "value1");
concurrentHashMap.put("c", "value3");
// 遍历ConcurrentLinkedHashMap,保持插入顺序
Console.log("ConcurrentLinkedHashMap:");
concurrentLinkedMap.forEach((key, value) -> {
Console.log(key + "=" + value);
});
// 输出:
// b=value2
// a=value1
// c=value3
// 遍历ConcurrentHashMap,无序
Console.log("\nConcurrentHashMap:");
concurrentHashMap.forEach((key, value) -> {
Console.log(key + "=" + value);
});
// 输出(顺序不确定):
// a=value1
// b=value2
// c=value3
# 注意事项
- ConcurrentLinkedHashMap是线程安全的,适合多线程环境使用
- 支持插入顺序和访问顺序两种模式,默认为插入顺序
- 固定大小时,超过容量会自动移除最旧条目
- 访问顺序模式下,访问元素会将元素移到队尾
- 不支持null键,但支持null值
- 性能优异,适合高并发场景
- 内存占用比HashMap略高,因为需要维护链表结构
- 适合实现LRU缓存,但不是严格的LRU实现
- 可以通过构造函数自定义容量、负载因子和最大大小
- 线程安全,支持并发读写操作
# 方法列表
ConcurrentLinkedHashMap实现了ConcurrentMap接口,因此支持所有Map接口方法,主要包括:
| 方法名 | 描述 | 参数 | 返回值 |
|---|---|---|---|
| ConcurrentLinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int maxSize) | 创建指定容量、负载因子和最大大小的ConcurrentLinkedHashMap(默认插入顺序) | initialCapacity: 初始容量, loadFactor: 负载因子, maxSize: 最大大小 | 无 |
| ConcurrentLinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int maxSize, boolean accessOrder) | 创建指定参数的ConcurrentLinkedHashMap,可选择访问顺序或插入顺序 | initialCapacity: 初始容量, loadFactor: 负载因子, maxSize: 最大大小, accessOrder: 是否使用访问顺序 | 无 |
| put(K key, V value) | 添加键值对,超过容量时自动移除最旧条目 | key: 键, value: 值 | V |
| get(Object key) | 获取值,访问顺序模式下会调整元素顺序 | key: 键 | V |
| remove(Object key) | 移除键值对 | key: 键 | V |
| clear() | 清空所有键值对 | 无 | void |
| size() | 获取Map大小 | 无 | int |
| containsKey(Object key) | 判断是否包含指定键 | key: 键 | boolean |
| containsValue(Object value) | 判断是否包含指定值 | value: 值 | boolean |
| keySet() | 获取所有键的集合 | 无 | Set |
| values() | 获取所有值的集合 | 无 | Collection |
| entrySet() | 获取所有键值对的集合 | 无 | Set<Map.Entry<K, V>> |
| forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) | 遍历所有键值对 | action: 遍历操作 | void |
| replace(K key, V oldValue, V newValue) | 替换键值对(并发安全) | key: 键, oldValue: 旧值, newValue: 新值 | boolean |
| putIfAbsent(K key, V value) | 如果键不存在则添加键值对(并发安全) | key: 键, value: 值 | V |