如何实现线程安全的HashMap

最新推荐文章于 2025-03-26 15:16:39 发布

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分类专栏： java 文章标签： java hashmap

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Michaeles/article/details/86178918

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本文深入探讨了HashMap的线程不安全性原因，包括其内部存储结构导致的数据覆盖和hash冲突，以及自动扩容机制下的数据丢失问题。同时，介绍了三种线程安全的Map实现方式：HashTable、ConcurrentHashMap和SynchronizedMap，分析了各自的锁机制和效率。

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一、为什么HashMap线程不安全?

（1）内部存储结构：HashMap内部存储使用了一个Node数组(默认大小是16)，如果存在相同的hashcode和相同的key的元素，那么新值覆盖原来的旧值；

如果存在相同的hashcode，那么他们的索引位置就相同，这时判断他们的key是否相同，如果不相同，这时就是产生了hash冲突，这时数据放在一个 Entry 链。

（2）自动扩容机制：如果多个线程同时检测到元素的个数超过阀值(数组大小*负载因子),多个进程会同时对Node数组进行扩容,都在重新计算元素位置以及复制数据,但是最终只有一个线程扩容后的数组会赋给table,其他线程的都会丢失,并且各自线程put的数据也丢失。

二、如何线程安全的使用HashMap?

1.HashTable

Map<String, String> hashtable = new Hashtable<>();

HashTable使用synchronized来保证线程安全的，所有线程竞争同一把锁，效率低

2.ConcurrentHashMap

Map<String, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();

使用锁分段技术：它包含一个segment数组，将数据分段存储，给每一段数据配一把锁，效率高

Java8中使用CAS算法

3.Synchronized Map

Map<String, String> synchronizedHashMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>());

调用synchronizedMap()方法后会返回一个SynchronizedMap类的对象,而在SynchronizedMap类中使用了synchronized同步关键字来保证对Map的操作是安全的。
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