HashMap 和 ConcurrentHashMap 有什么区别？

HashMap 和 ConcurrentHashMap 都是 Java 集合框架中用来存储键值对的数据结构，但它们在并发处理和性能方面存在一些关键区别：

1. 线程安全：

   • HashMap：不是线程安全的。在多线程环境下，如果没有外部同步，直接操作 HashMap 可能会导致数据不一致或其他并发问题。
   • ConcurrentHashMap：是线程安全的。它通过分段锁（Segment，在Java 8中改为基于CAS的节点和synchronized）技术来实现高并发下的线程安全，这意味着在并发访问时，多个线程可以同时进行读写操作（只要它们操作的是不同段的数据）。

2. 性能：

   • HashMap：在单线程环境中性能较高，因为它不需要处理额外的同步开销。
   • ConcurrentHashMap：设计初衷是为了在多线程环境中有更好的性能表现，虽然它增加了线程安全的开销，但是通过细粒度的锁机制减少了锁的竞争，从而提高了并发效率。

3. 迭代器行为：

   • HashMap：在迭代过程中，如果其他线程修改了Map，迭代的结果可能是不确定的（可能抛出 ConcurrentModificationException 异常，尽管这通常与迭代器本身的 fail-fast 机制有关）。
   • ConcurrentHashMap：其迭代器是弱一致的，不会抛出 ConcurrentModificationException。即使在迭代过程中其他线程修改了Map，迭代器也会尽力反映最近的修改，或者可能包含、也可能不包含这些修改。

4. Java 8之后的变化：

   • 在Java 8中，ConcurrentHashMap 的内部实现进行了重大改变，从分段锁转为使用 CAS（Compare and Swap）操作加上 volatile 变量和 Node（在某些情况下为 TreeNode）来减少锁的范围，进一步提高了并发性能。
   • HashMap 在Java 8中也有所改进，引入了红黑树来优化链表过长的情况，但这不影响其非线程安全的本质。

总结来说，如果你的应用需要在多线程环境下安全地进行读写操作，ConcurrentHashMap 是更合适的选择；而如果是在单线程环境下或对外部同步有控制的情况下，HashMap 可能会提供更好的性能。