Map 四种同步方式的性能比较

最新推荐文章于 2024-03-02 21:42:51 发布

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文章标签： java

原文链接：https://my.oschina.net/czllfy/blog/3391

本文通过测试四种不同的线程安全Map实现（synchronized关键字、JDK锁、读写锁及ConcurrentHashMap）的性能，发现ConcurrentHashMap在多线程环境下表现最优。

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如果需要使 Map 线程安全，大致有这么四种方法：

1、使用 synchronized 关键字，这也是最原始的方法。代码如下

Java代码

synchronized(anObject)
{
value = map.get(key);
}

synchronized(anObject)
{
 value = map.get(key);
}

JDK1.2 提供了 Collections.synchronizedMap(originMap) 方法，同步方式其实和上面这段代码相同。

2、使用 JDK1.5 提供的锁（java.util.concurrent.locks.Lock）。代码如下

Java代码

lock.lock();
value = map.get(key);
lock.unlock();

lock.lock();
value = map.get(key);
lock.unlock();

3、实际应用中，可能多数操作都是读操作，写操作较少。针对这种情况，可以使用 JDK1.5 提供的读写锁（java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock）。代码如下

Java代码

rwlock.readLock().lock();
value = map.get(key);
rwlock.readLock().unlock();

rwlock.readLock().lock();
value = map.get(key);
rwlock.readLock().unlock();

这样两个读操作可以同时进行，理论上效率会比方法 2 高。

4、使用 JDK1.5 提供的 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 类。该类将 Map 的存储空间分为若干块，每块拥有自己的锁，大大减少了多个线程争夺同一个锁的情况。代码如下

Java代码

value = map.get(key); //同步机制内置在 get 方法中

value = map.get(key); //同步机制内置在 get 方法中

写了段测试代码，针对这四种方式进行测试，结果见附图。测试内容为 1 秒钟所有 get 方法调用次数的总和。为了比较，增加了未使用任何同步机制的情况（非安全！）。理论上，不同步应该最快。

我的 CPU 是双核的（Core 2 Duo E6300），因此太多线程也没啥意义，所以只列出了单线程、两个线程和五个线程的情况。更多线程时，CPU 利用率提高，但增加了线程调度的开销，测试结果与五个线程差不多。

从附图可以看出：

1、不同步确实最快，与预期一致。
2、四种同步方式中，ConcurrentHashMap 是最快的，接近不同步的情况。
3、synchronized 关键字非常慢，比使用锁慢了两个数量级。真是大跌眼镜，我很迷惑为什会 synchronized 慢到这个程度。
4、使用读写锁的读锁，比普通所稍慢。这个比较意外，可能硬件或测试代码没有发挥出读锁的全部功效。

结论：

1、如果 ConcurrentHashMap 够用，则使用 ConcurrentHashMap。
2、如果需自己实现同步，则使用 JDK1.5 提供的锁机制，避免使用 synchronized 关键字。

测试代码。只图方便了，不大 OO，见笑。

Java代码