使用ConcurrentHashMap一定线程安全？

荆兆峰发布于2019-08-16 16:54 / 2601人阅读

摘要：前言老王为何半夜惨叫几行代码为何导致服务器爆炸说好的线程安全为何还是出问题让我们一起收看今天的走进正文出现背景说到的出现背景，还得从说起。在跟中，都只是调用的方法，各自都是原子操作，是线程安全的。

前言

老王为何半夜惨叫？几行代码为何导致服务器爆炸？说好的线程安全为何还是出问题？让我们一起收看今天的《走进IT》

正文

CurrentHashMap出现背景

说到ConcurrentHashMap的出现背景，还得从HashMap说起。

老王是某公司的苦逼Java开发，在互联网行业中，业务总是迭代得非常快。体现在代码中的话，就是v1.0的模块是单线程执行的，这时候使用HashMap是一个不错的选择。然而到了v1.5的版本，为了性能考虑，老王觉得把这段代码改成多线程会更有效率，那么说改就改，然后就愉快的发布上线了。

直到某天晚上，突然收到线上警报，服务器CPU占用100%。这时候惊醒起来一顿排查（百度，谷歌），结果发现原来是HashMap 在并发的环境下进行rehash的时候会造成链表的闭环，因此在进行get()操作的时候导致了CPU占用100%。喔，原来HashMap不是线程安全的类，在当前的业务场景中会有问题。那么你这时候又想到了Hashtable，没错，这是个线程安全的类，那我先用这个类替换不就行了，一顿commit，push，部署上去了，观察了一段时间，完美~再也没出现过类似的问题了。

但是好日子过的并不长久，运营的同事又找上门了，老王啊，XX功能怎么慢了这么多啊？这时候老王就纳闷了，我没改代码啊？不就上次替换了一个Hashtable，难道这里会有效率的问题？然后又是一顿排查（百度、谷歌），我去，果不其然，原来它线程安全的原因是因为在方法上都加了synchronized，导致我们全部操作都串行化了，难怪这么慢。

经过了2次掉陷阱的经验，这次的老王已经是非常谨慎的去寻求更好的解决方案了,这时他找到ConcurrentHashMap，而且为了避免再次掉坑他也去提前了解了实现原理，原来这个类是使用了Segment分段锁，每一个Segment都有自己的锁，这样冲突的的范围就变小了，效率也能提高不少。经过调研发现确实不错，于是他就放心的把Hashtable给替换掉了，从此运营再也没来吐槽了，老王又过上了幸福的日子。

经过一段时间紧张的业务开发，此时的项目已经去到了v2.0，之前的ConcurrentHashMap相关的代码已经被改的面目全非，逻辑也复杂了很多，但项目还是按时顺利的上线了。在项目在运行了一段时间以后，居然再次出现线程安全的问题，其根源竟然是ConcurrentHashMap，老王叕陷入了沉思...

为何会出问题?

抛开复杂的例子，我们用一个多线程并发获取map中的值并加1，看看最后输出的数字如何

public class CHMDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap();
        map.put("key", 1);
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100);
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    int key = map.get("key") + 1; //step 1
                    map.put("key", key);//step 2
                }
            });
        }
        Thread.sleep(3000); //模拟等待执行结束
        System.out.println("------" + map.get("key") + "------");
        executorService.shutdown();
    }
}

此时我们看看多次执行输出的结果

------790------
------825------
------875------

通过观察输出结果可以发现，这段使用ConcurrentHashMap的代码，产生了线程安全的问题。我们来分析一下为什么会发生这种情况。在step1跟step2中，都只是调用ConcurrentHashMap的方法，各自都是原子操作，是线程安全的。但是他们组合在一起的时候就会有问题了，A线程在进入方法后，通过map.get("key")拿到key的值，刚把这个值读取出来还没有加1的时候，线程B也进来了，那么这导致线程A和线程B拿到的key是一样的。不仅仅是在

ConcurrentHashMap，在其他的线程安全的容器比如Vector之类的也会出现如此情况，所以在使用这些容器的时候还是不能大意。

如何解决？

1、可以用synchronized

synchronized(this){
    //step1
    //step2
}

但是用这种方法的话，我们要考虑一下效率的问题，会不会对当前的业务影响很大?

2、用原子类

public class CHMDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap();
        AtomicInteger integer = new AtomicInteger(1);
        map.put("key", integer);
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100);
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    map.get("key").incrementAndGet();
                }
            });
        }
        Thread.sleep(3000); //模拟等待执行结束
        System.out.println("------" + map.get("key") + "------");
        executorService.shutdown();
    }
}

------1001------

此时的输出结果就正确了，效率上也比第一种解决方案提高很多。

结语

人生处处是陷阱，写代码也是如此，多思考，多留心。

github：https://github.com/PeppaLittl...

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