首页 文章

迭代ConcurrentHashMap值是否安全？

提问于
浏览 次
132

在ConcurrentHashMap的javadoc中如下：

检索操作（包括get）一般不会阻塞，因此可能与更新操作重叠（包括put和remove） . 检索反映了最近完成的更新操作的结果 . 对于诸如putAll和clear之类的聚合操作，并发检索可能反映仅插入或删除某些条目 . 类似地，Iterators和Enumerations在迭代器/枚举的创建时或之后的某个时刻返回反映哈希表状态的元素 . 它们不会抛出ConcurrentModificationException . 但是，迭代器设计为一次只能由一个线程使用 .

这是什么意思？如果我尝试同时使用两个线程迭代 Map 会发生什么？如果我在迭代时放置或删除 Map 中的值，会发生什么？

java multithreading concurrency thread-safety concurrenthashmap

5 回答

  • 9

    您可以使用此类测试两个访问线程，一个变更 ConcurrentHashMap 的共享实例：

    import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ConcurrentMapIteration
{
  private final Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();

  private final static int MAP_SIZE = 100000;

  public static void main(String[] args)
  {
    new ConcurrentMapIteration().run();
  }

  public ConcurrentMapIteration()
  {
    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
    {
      map.put("key" + i, UUID.randomUUID().toString());
    }
  }

  private final ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

  private final class Accessor implements Runnable
  {
    private final Map<String, String> map;

    public Accessor(Map<String, String> map)
    {
      this.map = map;
    }

    @Override
    public void run()
    {
      for (Map.Entry<String, String> entry : this.map.entrySet())
      {
        System.out.println(
            Thread.currentThread().getName() + " - [" + entry.getKey() + ", " + entry.getValue() + ']'
        );
      }
    }
  }

  private final class Mutator implements Runnable
  {

    private final Map<String, String> map;
    private final Random random = new Random();

    public Mutator(Map<String, String> map)
    {
      this.map = map;
    }

    @Override
    public void run()
    {
      for (int i = 0; i < 100; i++)
      {
        this.map.remove("key" + random.nextInt(MAP_SIZE));
        this.map.put("key" + random.nextInt(MAP_SIZE), UUID.randomUUID().toString());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
      }
    }
  }

  private void run()
  {
    Accessor a1 = new Accessor(this.map);
    Accessor a2 = new Accessor(this.map);
    Mutator m = new Mutator(this.map);

    executor.execute(a1);
    executor.execute(m);
    executor.execute(a2);
  }
}

    不会抛出异常 .

    在访问者线程之间共享相同的迭代器可能会导致死锁：

    import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ConcurrentMapIteration
{
  private final Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();
  private final Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator;

  private final static int MAP_SIZE = 100000;

  public static void main(String[] args)
  {
    new ConcurrentMapIteration().run();
  }

  public ConcurrentMapIteration()
  {
    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
    {
      map.put("key" + i, UUID.randomUUID().toString());
    }
    this.iterator = this.map.entrySet().iterator();
  }

  private final ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

  private final class Accessor implements Runnable
  {
    private final Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator;

    public Accessor(Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator)
    {
      this.iterator = iterator;
    }

    @Override
    public void run()
    {
      while(iterator.hasNext()) {
        Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
        try
        {
          String st = Thread.currentThread().getName() + " - [" + entry.getKey() + ", " + entry.getValue() + ']';
        } catch (Exception e)
        {
          e.printStackTrace();
        }

      }
    }
  }

  private final class Mutator implements Runnable
  {

    private final Map<String, String> map;
    private final Random random = new Random();

    public Mutator(Map<String, String> map)
    {
      this.map = map;
    }

    @Override
    public void run()
    {
      for (int i = 0; i < 100; i++)
      {
        this.map.remove("key" + random.nextInt(MAP_SIZE));
        this.map.put("key" + random.nextInt(MAP_SIZE), UUID.randomUUID().toString());
      }
    }
  }

  private void run()
  {
    Accessor a1 = new Accessor(this.iterator);
    Accessor a2 = new Accessor(this.iterator);
    Mutator m = new Mutator(this.map);

    executor.execute(a1);
    executor.execute(m);
    executor.execute(a2);
  }
}

    一旦你开始在访问器和mutator线程中共享相同的 Iterator<Map.Entry<String, String>> ， java.lang.IllegalStateException 将开始弹出 .

    import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ConcurrentMapIteration
{
  private final Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();
  private final Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator;

  private final static int MAP_SIZE = 100000;

  public static void main(String[] args)
  {
    new ConcurrentMapIteration().run();
  }

  public ConcurrentMapIteration()
  {
    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
    {
      map.put("key" + i, UUID.randomUUID().toString());
    }
    this.iterator = this.map.entrySet().iterator();
  }

  private final ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

  private final class Accessor implements Runnable
  {
    private final Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator;

    public Accessor(Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator)
    {
      this.iterator = iterator;
    }

    @Override
    public void run()
    {
      while (iterator.hasNext())
      {
        Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
        try
        {
          String st =
              Thread.currentThread().getName() + " - [" + entry.getKey() + ", " + entry.getValue() + ']';
        } catch (Exception e)
        {
          e.printStackTrace();
        }

      }
    }
  }

  private final class Mutator implements Runnable
  {

    private final Random random = new Random();

    private final Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator;

    private final Map<String, String> map;

    public Mutator(Map<String, String> map, Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator)
    {
      this.map = map;
      this.iterator = iterator;
    }

    @Override
    public void run()
    {
      while (iterator.hasNext())
      {
        try
        {
          iterator.remove();
          this.map.put("key" + random.nextInt(MAP_SIZE), UUID.randomUUID().toString());
        } catch (Exception ex)
        {
          ex.printStackTrace();
        }
      }

    }
  }

  private void run()
  {
    Accessor a1 = new Accessor(this.iterator);
    Accessor a2 = new Accessor(this.iterator);
    Mutator m = new Mutator(map, this.iterator);

    executor.execute(a1);
    executor.execute(m);
    executor.execute(a2);
  }
}
    回复于
  • 4

    这意味着您不应在多个线程之间共享迭代器对象 . 创建多个迭代器并在不同的线程中同时使用它们很好 .

    回复于
  • 7

    This可能会给你一个很好的见解

    ConcurrentHashMap通过稍微放松它对调用者的承诺来实现更高的并发性 . 检索操作将返回由最近完成的插入操作插入的值，并且还可以返回由同时进行的插入操作添加的值（但在任何情况下都不会返回无意义的结果） . ConcurrentHashMap.iterator（）返回的迭代器将最多返回一次元素，并且不会抛出ConcurrentModificationException，但可能会或可能不会反映自构造迭代器以来发生的插入或删除 . 在迭代集合时，不需要表格范围的锁定（甚至可能）来提供线程安全性 . ConcurrentHashMap可以在任何不依赖于锁定整个表以防止更新的应用程序中用作synchronizedMap或Hashtable的替代 .

    关于这个：

    但是，迭代器设计为一次只能由一个线程使用 .

    这意味着，虽然在两个线程中使用ConcurrentHashMap生成的迭代器是安全的，但它可能会在应用程序中导致意外结果 .

    回复于
  • 17

    这是什么意思？

    这意味着您从 ConcurrentHashMap 获得的每个迭代器都被设计为由单个线程使用，不应传递 . 这包括for-each循环提供的语法糖 .

    如果我尝试同时使用两个线程迭代 Map 会发生什么？

    如果每个线程都使用它自己的迭代器，它将按预期工作 .

    如果我在迭代时放置或删除 Map 中的值会怎样？

    如果你这样做，保证事情不会中断（这是 ConcurrentHashMap 中"concurrent"的意思） . 但是，无法保证一个线程将看到另一个线程执行的映射更改（无需从映射中获取新的迭代器） . 迭代器保证在创建时反映 Map 的状态 . 进一步的变化可能会反映在迭代器中，但它们并非必须如此 .

    总之，一个声明就像

    for (Object o : someConcurrentHashMap.entrySet()) {
    // ...
}

    几乎每次看到它都会很好（或至少是安全的） .

    回复于
  • 167

    这是什么意思？

    这意味着您不应该尝试在两个线程中使用相同的迭代器 . 如果你有两个线程需要迭代键，值或条目，那么它们每个都应该创建并使用它们自己的迭代器 .

    如果我尝试同时使用两个线程迭代 Map 会发生什么？

    如果违反这条规则会发生什么情况并不完全清楚 . 您可能会遇到令人困惑的行为，就像您（例如）两个线程尝试从标准输入读取而不进行同步一样 . 您还可以获得非线程安全行为 .

    但如果两个线程使用不同的迭代器，你应该没问题 .

    如果我在迭代时放置或删除 Map 中的值会怎样？

    这是一个单独的问题，但你引用的javadoc部分足以回答它 . 基本上，迭代器是线程安全的，但是 it is not defined 是否会看到迭代器返回的对象序列中反映的任何并发插入，更新或删除的影响 . 实际上，它可能取决于更新发生在 Map 中的位置 .

    回复于

相关问题