扩展 HashMap<K,V> 并仅同步 puts答案

【问题标题】：Extending HashMap<K,V> and synchronizing only puts扩展 HashMap<K,V> 并仅同步 puts
【发布时间】：2012-09-14 18:26:41
【问题描述】：

我最近在我们的代码库中遇到了一个类，它扩展了 HashMap 并同步了 put 方法。

除了比使用 ConcurrentHashMap 效率低之外，扩展 HashMap 并仅同步 put(K,V) 可能会出现哪些问题？

假设我们不关心 get(K) 是否返回最新值（例如，我们可以很好地处理线程相互覆盖，并且我们不关心如果地图本身用作锁）。

例子：

public class MyMap<K,V> extends HashMap<K,V> {
  //...
   public synchronized void put(K key, V value) {
      //...
   }

  //...
}

据我所知，HashMap 使用 put 方法重新调整大小，并且由于 put 在 map 实例级别同步，因此在并发调整大小期间遇到的问题（可能）不会遇到。

即使有上述有问题的假设，我的直觉告诉我可能会出现更多问题。还是我只是偏执？

更新：谢谢大家，这很有趣，很有启发性。如果我遇到过这门课的原作者，我现在可以详细解释他的愚蠢。 :)

总结： putAll 仍然会严重破坏数据结构并最终陷入可怕的无限循环/数据竞争状态。 get 依赖于 hashmap 的底层内部数据结构，这些数据结构可能正在同时被修改，导致 get 过程行为异常。这只是一个普遍的坏主意。至少，作者可以改用 Collections.synchronizedMap(Map)。

注意：撰写本文时给出的所有三个答案实际上都是正确的，但我选择了关于 get() 的一个作为正确答案，因为它对我来说是最不明显的一个。

【问题讨论】：

但是哈希表是这样同步的。
哈希表完全同步（放置和获取）。
所以，同步获取会让它变得更慢
是的，哈希表已经同步了 put 和 get ，所以它被锁定了。它很慢，但它是线程安全的。
源代码中是否有任何迹象表明同步put(key, value) 方法的目标是什么？如果是为了避免两个线程同时在结构上修改map而不同步所有操作，那么又错过了一次写操作——putAll(Map)

标签： java concurrency synchronization

【解决方案1】：

我希望你也在 putAll 和 remove 上同步。 putAll 特别是因为多个线程可以尝试调整 HashMap 的大小。这些方法也将更新size 和modCount，如果在同步之外完成可能会导致更新丢失。

【讨论】：

当发生并发调整大小时，可能的数据结构损坏就更不用说了！

【解决方案2】：

由于get() 可以读取不断变化的数据结构，所有不好的事情都可能发生。

我已经看到 get() 陷入死循环，所以这不仅仅是理论上的可能性，坏事确实会发生。

【讨论】：

如前所述，这是我的直觉告诉我的，但鉴于我的问题中所述的假设（不需要可见性保证，存储在地图上的值本身不会用作锁，我们可以值被覆盖），有哪些可能出错的地方？
@Hyangelo - 你误会了。除了（缺少）值的可见性保证之外，不保证 HashMap 内部的任何一致性。例如，您可以看到一个充满空值的内部表。或任何其他内部对象可能具有虚假的空值等...
@Hyangelo - 另请注意，值本身的可见性问题不仅仅是看到陈旧值的可能性，它还意味着值对象的内部状态可能是搞砸了（除非备用同步/易失性用于它们的内部状态）。
你是对的，当一个遇到冲突的键完成获取时，它可能必须遍历某种列表，然后可能会发生如你所说的坏事。谢谢。
@Hyangelo 我已经看到 get() 陷入死循环，所以这不仅仅是理论上的可能性，确实会发生坏事。

【解决方案3】：

正如我在 cmets 中提到的，可能出现的另一个问题是 putAll(Map) 方法似乎没有同步。由于putAll也可以修改Map的结构，所以当另一个线程使用同一个Map时，从一个线程调用它是不同步的是不安全的。

不过，在更高的层次上，了解更多关于为什么put(key, value) 是synchronized 的为什么会很有趣。即使您现在已经防范了对映射结构的不同步修改，多个线程在不同步的情况下访问映射仍然不是一个好主意。事实上，如果线程 A 试图迭代 HashMap 的内容，而线程 B 调用 synchronized put(key, value)，线程 A 中的迭代器仍然会快速失败并抛出 ConcurrentModificationException，而不是做一些不确定的事情。

即使您要同步putAll(Map) 调用，其他遍历映射内容的线程仍然会看到异常。如果 Map 需要在多个线程中使用，并且其中至少一个线程需要修改 Map，则所有调用都需要同步，期间。

【讨论】：

ConcurrentModificationException 上的好点虽然分辨率点与Collections.synchronizedMap 相同