Java并发编程学习之ConcurrentHashMap如何保证线程安全

前言

• 大佬语录

  并发不止并发写冲突，读写也有冲突。并发写有几种解决办法：

  1. 单线程话（a.直接上锁，b.借助队列+异步单线程，如果需要知道结果可能需要回掉等机制）
  2. 双重检测
  3. 借助于volatile，解决写和读的冲突
  4. 借助于其他无锁原子术语

  并发和事务是解决同样的问题：原子性，一致性，隔离性，持久性（也叫可见)。

  乐观锁的思想：就是第一把自己看见的东西保存下来，做完处理以后，然后去原子更新（putIfAbsent，replace），更新成功怎么处理，更新失败（就是别人也在更新）怎么处理（重试，或者返回结果）。

  cas 也是类似的思路，volatile只解决了可见性，它使用的场景，就是单线程写，多线程读的场景

• 怎么解决并发更新Map集合的问题？

  单个操作安全并不代表整体安全

putIfAbsent

• 内容介绍

  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

• 方法说明

  V putIfAbsent(K key, V value)

  如果key对应的value不存在，则put进去，返回null。否则不put，返回已存在的value。

• 适用场景

  Map中新增key和value。

• 错误示例

  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。不要忽视了 putIfAbsent 方法是有返回值的，并且返回值很重要

  
  
    public class Locale implements Cloneable, Serializable {  
  
        private final static ConcurrentMap<String, Locale> map = new ConcurrentHashMap<String, Locale>();
  
        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;  
        }  
        // ....  
    }  
  
  

  假设A线程map.get(key)获取为null，则构造新的Locale对象LA，这时由于并发操作，另外个线程B也构造了新的Locale对象LB，然后A先调用putIfAbsent将LA存入map并返回个null，A线程此时获取的是LA正确，但是线程B调用putIfAbsent将LB存入map发现key-LA已经存在，则不进行put操作，返回值为LA，但是实际return locale返回的却是LB，返回不是同一个 Locale 对象引用。

  “如果（调用该方法时）key-value 已经存在，则不put并返回那个 value 值。如果调用时 map 里没有找到 key 的 mapping，返回一个 null 值”

• 正确示例

  
  
    public final class Locale implements Cloneable, Serializable {
  
        // cache to store singleton Locales  
        private final static ConcurrentHashMap<String, Locale> cache = new ConcurrentHashMap<String, Locale>(32);
  
        static Locale getInstance(String language, String country, String variant) {  
  
          if (language== null || country == null || variant == null) {  
              throw new NullPointerException();  
          }  
      
          StringBuilder sb = new StringBuilder();  
          sb.append(language).append('_').append(country).append('_').append(variant);  
          String key = sb.toString();  
          Locale locale = cache.get(key);  
          if (locale == null) {  
            locale = new Locale(language, country, variant);  
            Locale l = cache.putIfAbsent(key, locale);  
            
            if (l != null) {  
              locale = l;  
            }  
          }  
          return locale;  
        }  
        // ....  
    } 
  
  
  
  

remove

• 方法说明

  boolean remove(Object key, Object value)

  如果key对应的值是value，则移除K-V，返回true。否则不移除，返回false。

• 使用场景

  删除Map中key和value

replace

• 方法说明

  boolean replace(K key, V oldValue, V newValue)

  如果key对应的当前值是oldValue，则替换为newValue，返回true。否则不替换，返回false。

• 适用场景

  更新Map中的key对应的value

参考链接

• 深入理解ConcurrentMap.putIfAbsent(key,value) 用法

  https://blog.youkuaiyun.com/exceptional_derek/article/details/40384659

• ConcurrentHashMap中的remove方法的bug

  https://blog.youkuaiyun.com/killalllsd/article/details/83607945

• Java ConcurrentHashMap多线程下的正确使用

  https://blog.youkuaiyun.com/guandongsheng110/article/details/80844574

• 深入理解Java枚举

  https://www.cnblogs.com/ziph/p/13068923.html