1000-ms-HashMap 线程安全安全问题

最新推荐文章于 2025-04-12 18:27:41 发布

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#java #数据结构与算法

本文深入探讨了HashMap在多线程环境下的线程安全性问题，分析了其内部机制导致的线程不安全原因，包括数据覆盖和死循环等问题。对比了HashMap、Hashtable和ConcurrentHashMap在并发场景下的表现，强调了ConcurrentHashMap通过锁分段技术实现的高性能和线程安全。

问题：
HashMap是否是线程安全

详解 http://www.importnew.com/21396.html 有源码分析和代码性能比较 CHM性能最好

HashMap不是线程安全的；Hashtable线程安全，但效率低，因为是Hashtable是使用synchronized的，所有线程竞争同一把锁；而ConcurrentHashMap不仅线程安全而且效率高，因为它包含一个segment数组，将数据分段存储，给每一段数据配一把锁，也就是所谓的锁分段技术。

为什么线程不安全

如果多个线程同时使用put方法添加元素，而且假设正好存在两个put的key发生了碰撞(hash值一样)，那么根据HashMap的实现，这两个key会添加到数组的同一个位置，这样最终就会发生其中一个线程的put的数据被覆盖。
如果多个线程同时检测到元素个数超过数组大小*loadFactor，这样就会发生多个线程同时对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，也就是说其他线程的都会丢失，并且各自线程put的数据也丢失。

关于HashMap线程不安全这一点，《Java并发编程的艺术》一书中是这样说的：
HashMap在并发执行put操作时会引起死循环，导致CPU利用率接近100%。因为多线程会导致HashMap的Node链表形成环形数据结构，一旦形成环形数据结构，Node的next节点永远不为空，就会在获取Node时产生死循环。

如何线程安全的使用HashMap

使用 Hashtabl ConcurrentHashMap Synchronized Map

//Hashtable
Map<String, String> hashtable = new Hashtable<>();
 
//synchronizedMap
Map<String, String> synchronizedHashMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>());
 
//ConcurrentHashMap
Map<String, String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();

Hashtable如何保证安全的？
看源码发现 get(Object key)方法和put(Object key)方法，都加了synchronized
效率比较低

SynchronizedMap

看源码也是使用了大量的synchronized ，来保证安全

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap(以下简称CHM)是JUC包中的一个类，Spring的源码中有很多使用CHM的地方。之前已经翻译过一篇关于ConcurrentHashMap的博客，如何在java中使用ConcurrentHashMap，里面介绍了CHM在Java中的实现，CHM的一些重要特性和什么情况下应该使用CHM。需要注意的是，上面博客是基于Java 7的，和8有区别,在8中CHM摒弃了Segment（锁段）的概念，而是启用了一种全新的方式实现,利用CAS算法，有时间会重新总结一下。

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