Map线程安全几种实现方法

快来打我* 2022-06-11 00:37 154阅读 0赞

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，代码如下

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

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

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

3、使用 JDK1.5 提供的读写锁（java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock）。代码如下

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

比较：  
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。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。

public class MapTest { 
                public static final int THREAD_COUNT = 1;
                public static final int MAP_SIZE = 1000;
                public static final int EXECUTION_MILLES = 1000;
                public static final int[] KEYS = new int[100];
    
                public static void main(String[] args) throws Exception {
                    // 初始化
                    Random rand = new Random();
                    for (int i = 0; i < KEYS.length; ++i)
                        KEYS[i] = rand.nextInt();
                    // 创建线程
                    long start = System.currentTimeMillis();
                    Thread[] threads = new Thread[THREAD_COUNT];
                    for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) {
                        threads[i] = new SynchronizedThread();
                        // threads[i] = new LockThread();
                        threads[i].start();
                    }
                    // 等待其它线程执行若干时间
                    Thread.sleep(EXECUTION_MILLES);
                    // 统计 get 操作的次数
                    long sum = 0;
                    for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) {
                        sum += threads[i].getClass().getDeclaredField("count")
                                .getLong(threads[i]);
                    }
                    long millisCost = System.currentTimeMillis() - start;
                    System.out.println(sum + "(" + (millisCost) + "ms)");
                    System.exit(0);
                }
    
                public static void fillMap(Map<Integer, Integer> map) {
                    Random rand = new Random();
                    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; ++i) {
                        map.put(rand.nextInt(), rand.nextInt());
                    }
                }
            }
            class SynchronizedThread extends Thread { 
                private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
                public long count = 0;
                static {
                    MapTest.fillMap(map);
                }
    
                public void run() {
                    for (;;) {
                        int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                        synchronized (SynchronizedThread.class) {
                            map.get(MapTest.KEYS[index]);
                        }
                        ++count;
                    }
                }
            }
    
            class LockThread extends Thread { 
                private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
                private static Lock lock = new ReentrantLock();
                public long count = 0;
                static {
                    MapTest.fillMap(map);
                }
    
                public void run() {
                    for (;;) {
                        int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                        lock.lock();
                        map.get(MapTest.KEYS[index]);
                        lock.unlock();
                        ++count;
                    }
                }
            }