ConcurrentHashMap和復合操作

Question

Hashtable和Collections.synchronizedMap是線程安全的，但仍然是復合操作

if (!map_obj.containsKey(key)) {
   map_obj.put(key, value);
}

需要外部同步：

synchronized(map_obj) {
    if (!map_obj.containsKey(key)) {
       map_obj.put(key, value);
    }
}

假設我們有ConcurrentHashMap（CHM）而不是Hashtable或HashMap。 CHM為上述復合操作提供了另一種putIfAbsent()方法，因此無需外部同步。

但是假設CHM沒有提供putIfAbsent() 。 然后我們可以寫下面的代碼：

synchronized(concurrenthashmap_obj) {
    if (!concurrenthashmap_obj.containsKey(key)) {
       concurrenthashmap_obj.put(key, value);
    }
}

我的意思是我們可以在CHM對象上使用外部同步嗎？它會起作用嗎？

對於上面的復合操作，在CHM中有putIfAbsent()方法，但是如果我們使用CHM，我們如何為其他復合操作實現線程安全性。 我的意思是我們可以在CHM對象上使用外部同步嗎？

Answer 1

不，您不能使用外部同步來確保復合操作在ConcurrentHashMap原子性。

確切地說，您可以使用外部同步來確保復合操作的原子性，但是只有當ConcurrentHashMap所有操作ConcurrentHashMap在同一個鎖上同步時（盡管在這種情況下使用ConcurrentHashMap沒有意義 - 您可以用常規HashMap ）。

具有外部同步的方法僅適用於Hashtable和Collections.synchronizedMap()因為它們保證它們的基本操作也在這些對象上synchronized 。 由於ConcurrentHashMap不提供這樣的保證，原始操作可能會干擾復合操作的執行，從而破壞其原子性。

但是， ConcurrentHashMap提供了許多可用於以樂觀方式實現復合操作的方法：

• putIfAbsent(key, value)
• remove(key, value)
• replace(key, value)
• replace(key, oldValue, newValue)

您可以使用這些操作來實現某些復合操作，而無需進行明確的同步，就像對AtomicReference ，等等。

Answer 2

沒有任何理由你不能。 傳統同步適用於所有內容，沒有針對它們的特殊例外。 ConcurrentHashMaps只是使用更優化的線程安全機制，如果你想做一些更復雜的事情，回到傳統的同步可能實際上是你唯一的選擇（那和使用鎖）。

Answer 3

您始終可以使用synchronized塊。 java.util.concurrent的花哨集合不會禁止它，它們只是使它成為大多數常見用例的冗余。 如果您正在執行復合操作（例如 - 您要插入兩個必須始終具有相同值的鍵），則不僅可以使用外部同步 - 您必須這樣做 。

例如：

String key1 = getKeyFromSomewhere();
String key2 = getKeyFromSomewhereElse();
String value = getValue();

// We want to put two pairs in the map - [key1, value] and [key2, value]
// and be sure that in any point in time both key1 and key2 have the same 
// value
synchronized(concurrenthashmap_obj) {
    concurrenthashmap_obj.put(key1, value);

    // without external syncronoziation, key1's value may have already been
    // overwritten from a different thread!
    concurrenthashmap_obj.put(key2, value);
}

Answer 4

由於ConcurrentHashMap實現了Map接口，它確實支持每個基本Map都具有的所有功能。 所以是的：你可以像任何其他地圖一樣使用它並忽略所有額外的功能。 但是你基本上會有一個較慢的HashMap。

同步Map和並發Map之間的主要區別在於 - 如名稱所示 - 並發。 想象一下，你有100個想要從Map讀取的線程，如果你synchronize你就可以阻止99個線程，1個可以完成工作。 如果您使用並發100個線程可以同時工作。

現在，如果你考慮使用線程的實際原因，你很快就會得出結論，你應該擺脫所有可能的synchronized塊。

Answer 5

這完全取決於“其他復合操作”和“工作”的含義。 同步與ConcurrentHashMap的工作方式與其他任何對象的工作方式完全相同。

因此，如果您希望將某些復雜的共享狀態更改視為原子更改，則必須在同一鎖上同步對此共享狀態的所有訪問。 這個鎖可以是Map本身，也可以是另一個對象。

Answer 6

關於java.util.concurrent.ConcurrentHashMap

• “在依賴於線程安全但不依賴於其同步細節的程序中，Hashtable可與Hashtable完全互操作：它們不會拋出ConcurrentModificationException。”

• “允許更新操作之間的並發”

關於java內存

一般來說，從同步角度來看，讀取是安全的，但不是內存的立場。

另請參見“ http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp03304/ ”。

因此，應使用synchronizaton和volatile來管理並發讀取（與寫入相比）。

關於putIfAbsent

putIfAbsent是你的朋友 ：

如果指定的鍵尚未與值關聯，請將其與給定鍵關聯

 value. This is equivalent to if (!map.containsKey(key)) return map.put(key, value); else return map.get(key); 

除了動作執行!!!原子!!!