使用带有同步块的 ConcurrentHashMap 的 Java 并发答案

【问题标题】：Java concurrency using ConcurrentHashMap with synchronized block使用带有同步块的 ConcurrentHashMap 的 Java 并发
【发布时间】：2019-12-11 20:57:02
【问题描述】：

这是我的主类，它初始化并启动了 5 个不同的线程：

public class Server implements Runnable {
    Server1 server1;
    Thread server1Thread;

    public Server() {}

    @Override
    public void run() {
        server1 = new Server1();
        server1Thread = new Thread(server1);
        server1Thread.start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Server s = new Server();
            s.run();
        }
    }
}

这是我的Server1Runnable：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class Server1 implements Runnable {
    private ConcurrentHashMap<Integer, Integer> storage= new ConcurrentHashMap<>();

    public Server1() {}

    @Override
    public void run() {
        synchronized (this){
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                storage.put(i, (int)(Math.random()*100));
            }
            for (int i : storage.keySet()) {
                System.out.print("(" + i + "," + storage.get(i) + ") ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

它将ConcurrentHashMap storage 键从0 放入9，并在0 和100 之间为它们分配一个随机值。之后它打印它并在最后打印新行。我有用户 synchronized 阻止以确保线程本身正确访问密钥，但它会打印如下内容：

(0,8) (0,87) (1,60) (1,14) (2,20) (2,70) (3,5) (0,74) (0,42) (1,22) (4,96) (0,85) (1,97) (2,75) (3,68) (4,3) (5,49) (6,3) (7,9) (8,47) (9,52) 
(3,2) (5,74) (2,86) (1,48) (3,5) (6,0) (4,0) (7,86) (4,22) (8,20) (2,17) (9,87) 
(5,96) (5,15) (6,15) (6,92) (7,48) (8,93) (9,67) 
(3,87) (7,43) (4,34) (5,48) (8,91) (9,64) 
(6,84) (7,75) (8,47) (9,87)

这显然意味着某些线程打印了我分配给它的 10 个以上的键。如何让每个线程准确打印分配给它们的 10 个键和值并确保此处的并发性？

我不确定如何测试它。

【问题讨论】：

有50对，键在范围内，随机值随便。所以每个看起来都不错，不是吗？不过，它们同时写入标准输出。
我建议尝试synchronized(System.out) 而不是使用synchronized(this)。如果你这样做，你的线程至少会共享同一个锁。
线程仅生成 10 个条目。您应该同步跨线程共享的内容。静态键或类本身。这就是这里的问题。

标签： java multithreading concurrency java.util.concurrent concurrenthashmap

【解决方案1】：

您的线程不共享任何内部状态。它们工作正常，但输出是交错的。

例如，如果您使用StringBuilder 在一次操作中执行 I/O，您应该会看到正确的输出。

        StringBuilder buff = new StringBuilder();
        for (int i : storage.keySet()) {
            buff.append("(" + i + "," + storage.get(i) + ") ");
        }
        System.out.println(buff);

没有充分的理由让Server 成为Runnable，甚至创建它的任何实例。

您不共享任何地图。如果你这样做了，那么你也想共享一个公共锁，但这不是使用ConcurrentMap 的常用方法。

【讨论】：

这是一个用于学习目的的查询。由于 Server1 的运行块是同步的，这意味着在单个给定时间点只有一个线程可以访问同步块。既然如此，输出怎么可能交错呢？
@Vinnie 每个Object 一个线程被锁定。每个线程都有不同的对象。

【解决方案2】：

您所要做的就是synchronized (Server1.class)，因为这在线程中很常见。不是instance

这是经过验证的输出：

(0,75) (1,9) (2,61) (3,73) (4,55) (5,34) (6,34) (7,74) (8,41) (9 ,0)

(0,30) (1,42) (2,46) (3,66) (4,12) (5,17) (6,62) (7,59) (8,74) (9 ,4)

(0,50) (1,16) (2,29) (3,74) (4,68) (5,42) (6,33) (7,91) (8,25) (9 ,7)

(0,49) (1,10) (2,39) (3,94) (4,12) (5,55) (6,54) (7,89) (8,21) (9 ,75)

(0,77) (1,10) (2,37) (3,32) (4,73) (5,39) (6,64) (7,98) (8,96) (9 ,44)

【讨论】：