java concurrentmap 用法_ConcurrentMap.putIfAbsent(key,value)用法实例

本文研究的主要是ConcurrentMap.putIfAbsent(key,value)用法的相关内容,具体如下。

业务上经常会遇到有这种场景,全局维护一个并发的ConcurrentMap, Map的每个Key对应一个对象,这个对象需要只创建一次。如果Map中该key对应的value不存在则创建,否则直接返回。

我们先看一下代码:

public static Locale getInstance(String language, String country,

String variant) {

//...

String key = some_string;

Locale locale = map.get(key);

if (locale == null) {

locale = new Locale(language, country, variant);

map.put(key, locale);

}

return locale;

}

这段代码要做的事情是:

调用 map.get(key) 方法,判断 map 里面是否有该 key 对应的 value (Locale 对象)。

如果返回 null,表示 map 里面没有要查找的 key-value mapping。new 一个 Locale 对象,并把 new 出来的这个对象与 key 一起放入 map。

最后返回新创建的 Locale 对象

我们期望每次调用 getInstance 方法时要保证相同的 key 返回同一个 Local 对象引用。这段代码能实现这个需求吗?

答案是:在单线程环境下可以满足要求,但是在多线程环境下会存在线程安全性问题,即不能保证在并发的情况相同的 key 返回同一个 Local 对象引用。

这是因为在上面的代码里存在一个习惯被称为 put-if-absent 的操作 [1],而这个操作存在一个 race condition:

if (locale == null) {

locale = new Locale(language, country, variant);

map.put(key, locale);

}

因为在某个线程做完 locale == null 的判断到真正向 map 里面 put 值这段时间,其他线程可能已经往 map 做了 put 操作,这样再做 put 操作时,同一个 key 对应的 locale 对象被覆盖掉,最终 getInstance 方法返回的同一个 key 的 locale 引用就会出现不一致的情形。所以对 Map 的 put-if-absent 操作是不安全的(thread safty)。

为了解决这个问题,java 5.0 引入了 ConcurrentMap 接口,在这个接口里面 put-if-absent 操作以原子性方法putIfAbsent(K key, V value) 的形式存在。正如 javadoc 写的那样:

putIfAbsent方法主要是在向ConcurrentHashMap中添加键—值对的时候,它会先判断该键值对是否已经存在。

如果不存在(新的entry),那么会向map中添加该键值对,并返回null。

如果已经存在,那么不会覆盖已有的值,直接返回已经存在的值。

对上面方法进行改造:

public static Locale getInstance(String language, String country,

String variant) {

//...

String key = some_string;

Locale locale = map.get(key);

if (locale == null) {

locale = new Locale(language, country, variant);

map.putIfAbsent(key, locale);

}

return locale;

}

这段代码使用了 Map 的 concurrent 形式(ConcurrentMap、ConcurrentHashMap),并简单的使用了语句map.putIfAbsent(key, locale)。这同样不能保证相同的 key 返回同一个 Locale 对象引用。

这里的错误出在忽视了 putIfAbsent 方法是有返回值的,并且返回值很重要。

所以,使用 putIfAbsent 方法时切记要对返回值进行判断。

public static Locale getInstance(String language, String country,

String variant) {

//...

String key = some_string;

Locale locale = map.get(key);

if (locale == null) {

locale = new Locale(language, country, variant);

Locale tmp = map.putIfAbsent(key, locale);

if (tmp != null) {

locale = tmp;

}

}

return locale;

}

【实例1】

import java.util.Map;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

//测试一下currentHashMap.putIfAbsent()

Map clientMap = new ConcurrentHashMap<>();

System.out.println("首先打印空的clientMap");

System.out.println("clientMap: " + clientMap);

System.out.println();

//在空的clientMap中添加一个新的记录

System.out.println("在空的clientMap中添加一个新的记录");

System.out.println("添加之前的clientMap: " + clientMap);

long netId = 1234567L;

String str1 = "michael";

String result = clientMap.putIfAbsent(netId, str1);

System.out.println("添加之后的clientMap: " + clientMap);

System.out.println("查看返回值result: " + result);

System.out.println();

//重复添加

System.out.println("重复添加上一次的记录");

System.out.println("添加之前的clientMap: " + clientMap);

String result2 = clientMap.putIfAbsent(netId, str1);

System.out.println("添加之后的clientMap: " + clientMap);

System.out.println("查看返回值result: " + result2);

System.out.println();

}

}

bf04ffb6fa8d73b1db1d40fb6139bb2b.png

总结

以上就是本文关于ConcurrentMap.putIfAbsent(key,value)用法实例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题,如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!

### Java 中 Map 接口的并发问题及解决方案 #### 1. 并发问题概述 在多线程环境中,如果多个线程同时访问并修改 `Map` 的实例而未采取适当保护措施,则可能会引发数据一致性问题。例如,在传统的 `HashMap` 实现中,当一个线程正在调整其内部结构(如扩容操作),另一个线程尝试对其进行写入或读取时,可能会导致死锁或其他不可预测的行为[^1]。 #### 2. HashMap 的并发风险 `HashMap` 不是线程安全的。在一个线程调用 `put()` 方法的同时,其他线程也可能执行相同的动作或者调用 `get()` 方法。这种情况下,可能会破坏哈希表的数据结构完整性,甚至抛出异常。具体表现为以下几种情况: - **死循环**:在高并发场景下,`HashMap` 扩容过程中可能发生链表成环的情况,从而导致无限循环。 - **数据丢失**:两个线程几乎同时向同一个桶位置插入键值对时,可能导致其中一个被覆盖掉而不留任何痕迹。 #### 3. 同步容器替代品及其局限性 为了应对上述问题,可以考虑使用同步封装器来增强普通集合类的安全性。比如通过 `Collections.synchronizedMap(new HashMap<>() )` 创建一个线程安全版本的地图对象[^2] 。然而这种方法存在性能瓶颈,因为每次访问都需要加锁整个 map 结构;而且它仅提供了基本级别的串行化控制,并不能完全防止复合操作带来的隐患(像先检查再更新这样的逻辑)。 #### 4. ConcurrentHashMap —— 高效解决之道 针对更复杂的并发需求,JDK 提供了一个专门设计用于处理高度竞争环境下的映射型存储组件——`ConcurrentHashMap`。该类通过对分段锁定技术的应用实现了更高的吞吐量与更低延迟特性相比传统意义上的全局互斥机制而言更为优越[^3]: - 它将整个 hash 表划分为若干个小部分 (segments),每个 segment 类似于一个小规模的 hashtable ,只有对该特定区域内的资源才需上锁; - 这样一来即使某些局部热点较高也不会影响到其余大部分冷门 key-value 对的操作效率; 以下是创建和初始化一个简单的 `ConcurrentHashMap` 示例代码片段: ```java import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; public class Example { public static void main(String[] args){ // 初始化容量为16,默认负载因子0.75f,最大支持并发级别为16 ConcurrentHashMap<String,Integer> concurrentHashMap=new ConcurrentHashMap<>(16); // 添加元素 concurrentHashMap.put("key1",1); concurrentHashMap.putIfAbsent("key2",2); System.out.println(concurrentHashMap.get("key1")); } } ``` 此段程序展示了如何声明以及运用基础功能去管理共享状态信息而又无需担心因竞态条件所引起的副作用等问题发生。 #### 5. 总结建议 对于需要频繁读写的高性能应用场合来说,选用合适的工具至关重要。尽管可以通过手动同步的方式保障常规集合类型的可用性,但从长远角度看还是推荐优先采用那些已经内置良好优化策略的专业级库函数,诸如本文提到过的 `ConcurrentHashMap` 就是一个非常不错的选择之一。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值