Exemple concret

Une application web utilise ConcurrentMap pour mettre en cache des données fréquemment demandées telles que les sessions utilisateur. Différents threads peuvent simultanément mettre à jour et lire les données de la map, garantissant un accès rapide et des opérations sécurisées.

Différences par rapport aux autres types

Sécurité dans un environnement multithread : ConcurrentMap gère automatiquement la synchronisation des accès aux données, tandis que dans une Map classique cette tâche doit être effectuée manuellement ;
Efficacité : Permet la lecture et l'écriture des données en parallèle sans verrouiller l'ensemble de la structure de données.

Implémentations de ConcurrentMap

ConcurrentHashMap : Prend efficacement en charge plusieurs threads en divisant la map en segments (buckets), permettant l'exécution parallèle des opérations sans verrouiller l'ensemble de la map.

Syntaxe

Main.java


              1
            
ConcurrentMap<Integer, Integer> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();

ConcurrentHashMap en Java divise les données en plusieurs buckets (seaux), chacun étant géré par un monitor (moniteur) distinct. Cette configuration permet à différents threads (fils d'exécution) de modifier ou de lire les données de différents buckets simultanément, ce qui améliore les performances.

Les threads peuvent accéder aux buckets en parallèle, réduisant ainsi les verrous et évitant les data races (conflits d'accès aux données).

Chaque bucket contient des records (enregistrements) sous forme de paires clé-valeur, qui peuvent être organisés en linked lists (listes chaînées).

ConcurrentSkipListMap : une implémentation basée sur une skip-list (liste à sauts) qui prend en charge l'ordre des clés sorted (triées). Offre une insertion, une suppression et un accès aux données rapides dans un environnement multithreadé.

Syntaxe

Main.java


              1
            
ConcurrentMap<Integer, Integer> concurrentSkipListMap = new ConcurrentSkipListMap<>();

📝Insertion : Lorsqu’un nouvel élément est ajouté à ConcurrentSkipListMap, il commence au niveau le plus bas. Il monte ensuite à travers les niveaux jusqu’à ce qu’il soit placé à l’endroit où ses clés et valeurs sont dans le bon ordre.

🔍Recherche : Pour trouver un élément par clé, ConcurrentSkipListMap commence au nœud de tête du niveau le plus élevé. Il suit les pointeurs jusqu’à localiser un nœud dont la clé est égale ou supérieure à la clé recherchée.

❌Suppression : Pour supprimer un élément de ConcurrentSkipListMap, il est d’abord retiré du niveau le plus bas. Il est ensuite déclassé à travers les niveaux jusqu’à ce qu’il soit supprimé de l’endroit où ses clés et valeurs sont correctement ordonnés.

Exemple d'utilisation de ConcurrentMap dans le code

Méthodes principales

putIfAbsent(K key, V value) : Ajoute une paire clé-valeur à la map uniquement si la clé n'est pas déjà présente.

Main.java


              123
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.putIfAbsent("a", 1); // Adds the pair ("a", 1) to the map, as "a" is not already present
map.putIfAbsent("a", 2); // Does not change the value, as "a" is already present in the map

remove(Object key, Object value) : Supprime la paire clé-valeur si la clé est associée à la valeur spécifiée.

Main.java


              1234
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.remove("a", 1); // Removes the pair ("a", 1), as "a" is mapped to value 1
map.remove("a", 2); // Does nothing, as "a" is not mapped to value 2

replace(K key, V value) : Remplace l'entrée pour une clé uniquement si elle est actuellement associée à une valeur.

Main.java


              1234
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.replace("a", 2); // Replaces the value 1 with 2 for key "a"
map.replace("b", 3); // Does nothing, as "b" is not present

compute(K key, BiFunction<? super K,? super V,? extends V> remappingFunction) : Calcule une nouvelle valeur pour la clé spécifiée en utilisant la fonction de remappage fournie, ce qui peut impliquer la création d'une nouvelle valeur, la modification ou la suppression de la valeur existante.

Main.java


              1234
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.compute("a", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1); // Increases the value for key "a" by 1
map.compute("b", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1); // Sets the value to 1 for new key "b"

merge(K key, V value, BiFunction<? super V,? super V,? extends V> remappingFunction) : Fusion de la valeur donnée avec la valeur existante associée à la clé à l'aide de la fonction de remappage fournie, facilitant ainsi l'agrégation des données.

Main.java


              1234
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.merge("a", 2, Integer::sum); // Sums the current value (1) with the new value (2), resulting in 3
map.merge("b", 2, Integer::sum); // Sets the value to 2 for new key "b"

getOrDefault(Object key, V defaultValue) - retourne la valeur associée à la clé spécifiée, ou la valeur par défaut si la clé n'est pas présente.

Main.java


              1234
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
int value1 = map.getOrDefault("a", 0); // Returns 1, as "a" is present
int value2 = map.getOrDefault("b", 0); // Returns 0, as "b" is not present

😔 Limitations

L'un des inconvénients potentiels est l'instabilité de l'ordre, car certaines implémentations peuvent ne pas garantir l'ordre des éléments lors de l'itération. De plus, il peut y avoir un support limité pour certaines opérations ; par exemple, les mises à jour conditionnelles atomiques peuvent ne pas être entièrement prises en charge dans certaines implémentations.

💪 Avantages

Du côté positif, les hautes performances constituent un avantage clé, ce qui le rend particulièrement adapté aux scénarios impliquant des opérations intensives de lecture et d'écriture. Il offre également une facilité d'utilisation, réduisant considérablement le besoin de gestion manuelle de la synchronisation dans un environnement multithread.

1. Quel est le but de ConcurrentMap ?

2. Laquelle des implémentations suivantes de ConcurrentMap est sûre pour les threads ?

3. Comment ConcurrentHashMap garantit-il la sécurité des threads ?

Tout était clair ?

Merci pour vos commentaires !

Section 2. Chapitre 5

Demandez à l'IA

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Suggested prompts:

What are some common use cases for ConcurrentMap in real-world applications?

Can you explain the difference between ConcurrentHashMap and ConcurrentSkipListMap?

How does ConcurrentMap ensure thread safety compared to a regular Map?

Awesome!

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Exemple concret

Différences par rapport aux autres types

Sécurité dans un environnement multithread : ConcurrentMap gère automatiquement la synchronisation des accès aux données, tandis que dans une Map classique cette tâche doit être effectuée manuellement ;
Efficacité : Permet la lecture et l'écriture des données en parallèle sans verrouiller l'ensemble de la structure de données.

Implémentations de ConcurrentMap

Syntaxe

Main.java


              1
            
ConcurrentMap<Integer, Integer> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();

Les threads peuvent accéder aux buckets en parallèle, réduisant ainsi les verrous et évitant les data races (conflits d'accès aux données).

Chaque bucket contient des records (enregistrements) sous forme de paires clé-valeur, qui peuvent être organisés en linked lists (listes chaînées).

Syntaxe

Main.java


              1
            
ConcurrentMap<Integer, Integer> concurrentSkipListMap = new ConcurrentSkipListMap<>();

Exemple d'utilisation de ConcurrentMap dans le code

Méthodes principales

putIfAbsent(K key, V value) : Ajoute une paire clé-valeur à la map uniquement si la clé n'est pas déjà présente.

Main.java


              123
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.putIfAbsent("a", 1); // Adds the pair ("a", 1) to the map, as "a" is not already present
map.putIfAbsent("a", 2); // Does not change the value, as "a" is already present in the map

remove(Object key, Object value) : Supprime la paire clé-valeur si la clé est associée à la valeur spécifiée.

Main.java


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ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.remove("a", 1); // Removes the pair ("a", 1), as "a" is mapped to value 1
map.remove("a", 2); // Does nothing, as "a" is not mapped to value 2

replace(K key, V value) : Remplace l'entrée pour une clé uniquement si elle est actuellement associée à une valeur.

Main.java


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ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.replace("a", 2); // Replaces the value 1 with 2 for key "a"
map.replace("b", 3); // Does nothing, as "b" is not present

Main.java


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ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.compute("a", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1); // Increases the value for key "a" by 1
map.compute("b", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1); // Sets the value to 1 for new key "b"

Main.java


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ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
map.merge("a", 2, Integer::sum); // Sums the current value (1) with the new value (2), resulting in 3
map.merge("b", 2, Integer::sum); // Sets the value to 2 for new key "b"

getOrDefault(Object key, V defaultValue) - retourne la valeur associée à la clé spécifiée, ou la valeur par défaut si la clé n'est pas présente.

Main.java


              1234
            
ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
int value1 = map.getOrDefault("a", 0); // Returns 1, as "a" is present
int value2 = map.getOrDefault("b", 0); // Returns 0, as "b" is not present

😔 Limitations

💪 Avantages

1. Quel est le but de ConcurrentMap ?

2. Laquelle des implémentations suivantes de ConcurrentMap est sûre pour les threads ?

3. Comment ConcurrentHashMap garantit-il la sécurité des threads ?

Tout était clair ?

Merci pour vos commentaires !

Section 2. Chapitre 5

ConcurrentMap et Ses Implémentations

Exemple concret

Différences par rapport aux autres types

Implémentations de ConcurrentMap

Syntaxe

Syntaxe

Exemple d'utilisation de ConcurrentMap dans le code

Méthodes principales

😔 Limitations

💪 Avantages

1. Quel est le but de ConcurrentMap ?

2. Laquelle des implémentations suivantes de ConcurrentMap est sûre pour les threads ?

3. Comment ConcurrentHashMap garantit-il la sécurité des threads ?

Awesome!

ConcurrentMap et Ses Implémentations

Exemple concret

Différences par rapport aux autres types

Implémentations de ConcurrentMap

Syntaxe

Syntaxe

Exemple d'utilisation de ConcurrentMap dans le code

Méthodes principales

😔 Limitations

💪 Avantages

1. Quel est le but de ConcurrentMap ?

2. Laquelle des implémentations suivantes de ConcurrentMap est sûre pour les threads ?

3. Comment ConcurrentHashMap garantit-il la sécurité des threads ?