�q�发实践之一�Q�HashMap的非�U�程安全性和ConcurrentHasMap

kangaroo — Sun, 05 Sep 2010 09:12:00 GMT

在��^时开发中�Q�我们经帔R��用HashMap来作为本地缓存的一�U�实现方式，��一些如�pȝ��变量�{�数据量比较��的参数保存在HashMap中，�q�将其作为单例类的一个属性。在�pȝ��q�行中，使用到这些缓存数据，都可以直接从该单例中获取该属性集合。但是，最�q�发玎ͼ�HashMap�q�不是线�E�安全的�Q�如果你的单例类没有做代码同步或对象锁的控制�Q�就可能出现异常�?br />
首先看下在多�U�程的访问下�Q�非现场安全的HashMap的表现如何，在网上看了一些资料，自己也做了一下测试：

1public class MainClass {
2
3    public static final HashMap<String, String> firstHashMap=new HashMap<String, String>();
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5    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
6
7        //�U�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        //�U�程�?/span>
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        };
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25        t1.start();
26        t2.start();
27
28        //�ȝ��E�休�?�U�钟�Q�以便t1和t2两个�U�程��firstHashMap填装完毕�?/span>
29        Thread.currentThread().sleep(1000);
30
31        for(int l=0;l<50;l++){
32            //如果key和value不同�Q�说明在两个�U�程put的过�E�中出现异常�?/span>
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}

上面的代码在多次执行后，发现表现很不�E�_��Q�有时没有异常文案打出，有时则有个异常出玎ͼ�

��Z��么会出现�q�种情况�Q�主要看下HashMap的实玎ͼ�

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        }
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16        modCount++;
17        addEntry(hash, key, value, i);
18        return null;
19    }

我觉得问题主要出现在�Ҏ��addEntry�Q��l�看�Q?br />

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    }

从代码中�Q�可以看刎ͼ�如果发现哈希表的大小��过阀值threshold�Q�就会调用resize�Ҏ��Q�扩大容量�ؓ原来的两倍，而扩大容量的做法是新��Z��个Entry[]�Q?br />

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        }
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9        Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
10        transfer(newTable);
11        table = newTable;
12        threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
13    }

一般我们声明HashMap�Ӟ��使用的都是默认的构造方法：HashMap�Q�看了代码你会发玎ͼ�它还有其它的构造方法：HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)�Q�其中参数initialCapacity为初始容量，loadFactor为加载因子，而之前我们看到的threshold = (int)(capacity * loadFactor); 如果在默认情况下�Q�一个HashMap的容量�ؓ16�Q�加载因子�ؓ0.75�Q�那么阀值就�?2�Q�所以在往HashMap中put的值到�?2�Ӟ��它将自动扩容两倍，如果两个�U�程同时遇到HashMap的大��达�?2的倍数�Ӟ��很有可能会出现在将oldTable转移到newTable的过�E�中遇到问题�Q�从而导致最�l�的HashMap的值存储异常�?br />
JDK1.0引入了第一个关联的集合�c�HashTable�Q?font face="Arial" color="#333333">它是�U�程安全的。HashTable的所有方法都是同步的�?br /> JDK2.0引入了HashMap�Q�它提供了一个不同步的基�c�d��一个同步的包装器synchronizedMap。synchronizedMap被称为有条�g的线�E�安全类�?br /> JDK5.0util.concurrent包中引入对Map�U�程安全的实现ConcurrentHashMap�Q�比起synchronizedMap�Q�它提供了更高的灉|��性。同时进行的��d��写操作都可以�q�发地执行�?br />
所以在开始的��试中，如果我们采用ConcurrentHashMap�Q�它的表现就很稳定，所以以后如果��用Map实现本地�~�存�Q��ؓ了提高�ƈ发时的稳定性，�q�是��使用ConcurrentHashMap�?br />

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另外�Q�还有一个我们经�怋�用的ArrayList也是非线�E�安全的�Q�网上看到的有一个解释是�q�样�Q?br /> 一�?ArrayList �c�，在添加一个元素的时候，它可能会有两步来完成�Q?. �?Items[Size] 的位�|�存放此元素�Q?. 增大 Size 的倹{�?br /> 在单�U�程�q�行的情况下�Q�如�?Size = 0�Q�添加一个元素后�Q�此元素在位�|?0�Q�而且 Size=1�Q?br /> 而如果是在多�U�程情况下，比如有两个线�E�，�U�程 A 先将元素存放在位�|?0。但是此�?CPU 调度�U�程A暂停�Q�线�E?B 得到�q�行的机会。线�E�B也将元素攑֜�位置0�Q�（因�ؓsize�q�未增长�Q�，完了之后�Q�两个线�E�都是size++�Q�结果size变成2�Q�而只有items[0]有元素�?br /> util.concurrent包也提供了一个线�E�安全的ArrayList替代者CopyOnWriteArrayList�?

kangaroo 2010-09-05 17:12 发表评论

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