几种线程安全的Map

Java中平时用的最多的map就是hashmap但是它却是线程不安全的。
那除了hashmap还有哪些常见的线程安全的map?
1.hashtable
Map<String,Object> hashtable=new Hashtable<String,Object>();

这是所有人最先想到的,那为什么它是线程安全的?那就看看它的源码,我们可以看出我们常用的put,get,containsKey等方法都是同步的,所以它是线程安全的

public synchronized boolean containsKey(Object key) {
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

 public synchronized V get(Object key) {
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        for (Entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                return (V)e.value;
            }
        }
        return null;
    }
     public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

2.synchronizedMap
Map<String,Object> synchronizedMap= Collections.synchronizedMap(new Hashtable<String,Object>());
它其实就是加了一个对象锁,每次操作hashmap都需要先获取这个对象锁,这个对象锁有加了synchronized修饰,锁性能跟hashtable差不多。

SynchronizedMap(Map<K,V> m, Object mutex) {
            this.m = m;
            this.mutex = mutex;
        }

        public int size() {
            synchronized (mutex) {return m.size();}
        }
        public boolean isEmpty() {
            synchronized (mutex) {return m.isEmpty();}
        }
        public boolean containsKey(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}
        }
        public boolean containsValue(Object value) {
            synchronized (mutex) {return m.containsValue(value);}
        }
        public V get(Object key) {
            synchronized (mutex) {return m.get(key);}
        }

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

这个是目前使用最多,而且也是最推荐的一个集合,实现也是比较复杂的一个。我们看源码其实是可以发现里面的线程安全是通过cas+synchronized+volatile来实现的,其中也可看出它的锁是分段锁,所以它的性能相对来说是比较好的。整体实现还是比较复杂的。

--------------------------------------------写的不好,仅供参考------------------------------

<think>好的,我现在需要回答用户关于Java中线程安全Map的实现和使用方法,特别是关于ConcurrentHashMap的问题。用户提到了三个引用,我需要结合这些引用中的信息来构建一个准确的回答。 首先,用户提供的引用[1]提到使用ConcurrentHashMap来创建一个线程安全的HashMap,示例代码中初始化了一个ConcurrentHashMap实例。引用[2]指出Hashtable和ConcurrentHashMap线程安全的,而HashMap不是。引用[3]详细说明了HashMap为什么线程不安全,包括数据丢失、覆盖和死循环等问题,并推荐使用ConcurrentHashMap或Collections.synchronizedMap。 我需要先确定Java中线程安全Map几种实现方式。根据引用[2],Hashtable和ConcurrentHashMap线程安全的,而另一个方法是使用Collections.synchronizedMap来包装普通的HashMap。ConcurrentHashMap在并发性能上更优,因为采用了分段锁或CAS机制,而Hashtable使用的是全局锁,效率较低。所以,用户的问题可能更关注ConcurrentHashMap的用法和优势。 接下来,需要详细说明ConcurrentHashMap的使用方法。比如如何初始化、常用方法如put、get、computeIfAbsent等。同时,可能需要对比其他线程安全选项,如Hashtable和Collections.synchronizedMap,解释为什么ConcurrentHashMap是更好的选择,尤其是在高并发场景下的性能优势。 还要注意用户可能存在的误区,比如认为synchronizedMap和Hashtable已经足够,但实际上在高并发情况下它们的性能不如ConcurrentHashMap。此外,需要强调ConcurrentHashMap的原子操作和线程安全保证,比如putIfAbsent等方法。 另外,引用[3]中提到的问题,如死循环,在JDK1.8之后可能有所改善,但HashMap本身设计就不是线程安全的,所以必须使用替代方案。可能需要提及不同Java版本中的实现差异,但用户可能更关心当前的最佳实践。 用户的问题还提到了“用法”,所以需要给出代码示例,比如如何创建ConcurrentHashMap实例,如何进行基本操作,并说明其线程安全性。例如,引用[1]中的构造函数示例,可以引用到回答中。 最后,生成相关问题,可能涉及ConcurrentHashMap的原理、性能比较、适用场景等,帮助用户进一步了解。 现在需要确保回答结构清晰,分点说明不同的线程安全Map实现,比较它们的优缺点,给出使用建议,并附上代码示例。同时,引用正确的来源,比如引用[1]、[2]、[3]中的内容,在适当的位置添加引用标识。 需要注意用户提到的行内公式使用$...$,但在这个问题中可能不涉及数学公式,所以可以忽略。但如果有变量或方法名需要强调,可能需要使用代码块或斜体。不过根据用户的问题,可能主要是代码和概念的解释,所以按照常规技术回答的格式处理即可。 总结步骤: 1. 介绍线程安全Map的必要性。 2. 列举Java中的线程安全Map实现:ConcurrentHashMap、Hashtable、Collections.synchronizedMap。 3. 分别说明每种实现的原理和优缺点。 4. 重点讲解ConcurrentHashMap的用法和代码示例。 5. 对比推荐ConcurrentHashMap的原因。 6. 生成相关问题。 需要确保引用正确,例如当提到ConcurrentHashMap的初始化时引用[1],当对比线程安全选项时引用[2]和[3]。</think>### Java线程安全Map的实现及用法 #### 1. 线程安全Map的实现方式 Java中线程安全Map实现主要有以下三种: - **ConcurrentHashMap** 基于分段锁(JDK1.7)或CAS+synchronized(JDK1.8+)实现,支持高并发操作,性能优于其他线程安全Map[^2][^3]。 - **Hashtable** 使用全局锁(synchronized方法)保证线程安全,但并发效率低,已逐渐被ConcurrentHashMap取代。 - **Collections.synchronizedMap** 通过包装普通HashMap并对其所有方法添加synchronized关键字实现,适用于低并发场景[^3]。 #### 2. ConcurrentHashMap的用法 **初始化与基本操作** ```java import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; // 初始化 ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>(); // 插入键值对 concurrentMap.put("key1", 10); // 获取值 int value = concurrentMap.get("key1"); // 原子操作:仅在键不存在时插入 concurrentMap.putIfAbsent("key2", 20); // 线程安全的计算操作 concurrentMap.compute("key1", (k, v) -> v + 5); // 结果: key1=15 ``` **特性** - **分段锁机制**:JDK1.7中通过分段锁减少锁竞争;JDK1.8后改为对单个桶(Node)加锁,进一步优化并发性能[^3]。 - **原子性方法**:提供`putIfAbsent`、`compute`、`merge`等方法,支持复合操作的线程安全。 - **弱一致性迭代器**:遍历时可能不反映Map的最新修改,但避免ConcurrentModificationException[^1]。 #### 3. 与其他实现的对比 | 实现方式 | 锁机制 | 性能 | 适用场景 | |-------------------------|-----------------------|------------|------------------------| | ConcurrentHashMap | 分段锁/CAS+synchronized | 高 | 高并发读写 | | Hashtable | 全局锁 | 低 | 遗留系统兼容 | | Collections.synchronizedMap | 方法级锁 | 中 | 低并发或简单操作 | #### 4. 推荐使用场景 - **ConcurrentHashMap**:适用于多线程环境下的高频读写操作,如缓存、实时数据处理[^3]。 - **Hashtable或synchronizedMap**:仅在低并发或需要兼容旧代码时使用。 ---
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