在平時開發中，我們經常采用HashMap來作為本地緩存的一種實現方式，將一些如系統變量等數據量比較少的參數保存在HashMap中，并將其作為單例類的一個屬性。在系統運行中，使用到這些緩存數據，都可以直接從該單例中獲取該屬性集合。但是，最近發現，HashMap并不是線程安全的，如果你的單例類沒有做代碼同步或對象鎖的控制，就可能出現異常。

首先看下在多線程的訪問下，非現場安全的HashMap的表現如何，在網上看了一些資料，自己也做了一下測試：

1public?class?MainClass?{
?2????
?3????public?static?final?HashMap<String,?String>?firstHashMap=new?HashMap<String,?String>();
?4????
?5????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException?{
?6????????
?7????????//線程一
?8????????Thread?t1=new?Thread(){
?9????????????public?void?run()?{
10????????????????for(int?i=0;i<25;i++){
11????????????????????firstHashMap.put(String.valueOf(i),?String.valueOf(i));
12????????????????}
13????????????}
14????????};
15????????
16????????//線程二
17????????Thread?t2=new?Thread(){
18????????????public?void?run()?{
19????????????????for(int?j=25;j<50;j++){
20????????????????????firstHashMap.put(String.valueOf(j),?String.valueOf(j));
21????????????????}
22????????????}
23????????};
24????????
25????????t1.start();
26????????t2.start();
27????????
28????????//主線程休眠1秒鐘，以便t1和t2兩個線程將firstHashMap填裝完畢。
29????????Thread.currentThread().sleep(1000);
30????????
31????????for(int?l=0;l<50;l++){
32????????????//如果key和value不同，說明在兩個線程put的過程中出現異常。
33????????????if(!String.valueOf(l).equals(firstHashMap.get(String.valueOf(l)))){
34????????????????System.err.println(String.valueOf(l)+":"+firstHashMap.get(String.valueOf(l)));
35????????????}
36????????}
37????????
38????}
39
40}
上面的代碼在多次執行后，發現表現很不穩定，有時沒有異常文案打出，有時則有個異常出現：


為什么會出現這種情況，主要看下HashMap的實現：
1public?V?put(K?key,?V?value)?{
?2????if?(key?==?null)
?3????????return?putForNullKey(value);
?4????????int?hash?=?hash(key.hashCode());
?5????????int?i?=?indexFor(hash,?table.length);
?6????????for?(Entry<K,V>?e?=?table[i];?e?!=?null;?e?=?e.next)?{
?7????????????Object?k;
?8????????????if?(e.hash?==?hash?&&?((k?=?e.key)?==?key?||?key.equals(k)))?{
?9????????????????V?oldValue?=?e.value;
10????????????????e.value?=?value;
11????????????????e.recordAccess(this);
12????????????????return?oldValue;
13????????????}
14????????}
15
16????????modCount++;
17????????addEntry(hash,?key,?value,?i);
18????????return?null;
19????}
我覺得問題主要出現在方法addEntry，繼續看：
1void?addEntry(int?hash,?K?key,?V?value,?int?bucketIndex)?{
2????Entry<K,V>?e?=?table[bucketIndex];
3????????table[bucketIndex]?=?new?Entry<K,V>(hash,?key,?value,?e);
4????????if?(size++?>=?threshold)
5????????????resize(2?*?table.length);
6????}
從代碼中，可以看到，如果發現哈希表的大小超過閥值threshold，就會調用resize方法，擴大容量為原來的兩倍，而擴大容量的做法是新建一個Entry[]：
1void?resize(int?newCapacity)?{
?2????????Entry[]?oldTable?=?table;
?3????????int?oldCapacity?=?oldTable.length;
?4????????if?(oldCapacity?==?MAXIMUM_CAPACITY)?{
?5????????????threshold?=?Integer.MAX_VALUE;
?6????????????return;
?7????????}
?8
?9????????Entry[]?newTable?=?new?Entry[newCapacity];
10????????transfer(newTable);
11????????table?=?newTable;
12????????threshold?=?(int)(newCapacity?*?loadFactor);
13????}
一般我們聲明HashMap時，使用的都是默認的構造方法：HashMap<K,V>，看了代碼你會發現，它還有其它的構造方法：HashMap(intinitialCapacity, float loadFactor)，其中參數initialCapacity為初始容量，loadFactor為加載因子，而之前我們看到的threshold = (int)(capacity* loadFactor);如果在默認情況下，一個HashMap的容量為16，加載因子為0.75，那么閥值就是12，所以在往HashMap中put的值到達12時，它將自動擴容兩倍，如果兩個線程同時遇到HashMap的大小達到12的倍數時，就很有可能會出現在將oldTable轉移到newTable的過程中遇到問題，從而導致最終的HashMap的值存儲異常。

JDK1.0引入了第一個關聯的集合類HashTable，它是線程安全的。 HashTable的所有方法都是同步的。
JDK2.0引入了HashMap，它提供了一個不同步的基類和一個同步的包裝器synchronizedMap。synchronizedMap被稱為有條件的線程安全類。
JDK5.0util.concurrent包中引入對Map線程安全的實現ConcurrentHashMap，比起synchronizedMap，它提供了更高的靈活性。同時進行的讀和寫操作都可以并發地執行。

所以在開始的測試中，如果我們采用ConcurrentHashMap，它的表現就很穩定，所以以后如果使用Map實現本地緩存，為了提高并發時的穩定性，還是建議使用ConcurrentHashMap。


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另外，還有一個我們經常使用的ArrayList也是非線程安全的，網上看到的有一個解釋是這樣：
一個 ArrayList 類，在添加一個元素的時候，它可能會有兩步來完成：1. 在 Items[Size] 的位置存放此元素；2.增大 Size 的值。
在單線程運行的情況下，如果 Size = 0，添加一個元素后，此元素在位置 0，而且 Size=1；
而如果是在多線程情況下，比如有兩個線程，線程 A 先將元素存放在位置 0。但是此時 CPU 調度線程A暫停，線程 B得到運行的機會。線程B也將元素放在位置0，（因為size還未增長），完了之后，兩個線程都是size++，結果size變成2，而只有items[0]有元素。
util.concurrent包也提供了一個線程安全的ArrayList替代者CopyOnWriteArrayList。

本文轉載自：http://www.blogjava.net/lukangping/articles/331089.html

轉載于:https://www.cnblogs.com/yangkai-cn/p/4016573.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的非线程安全的HashMap 和 线程安全的ConcurrentHashMap的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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