Collections.synchronizedMap()与ConcurrentHashMap的区别

Posted 2020-08-31 空谷幽澜

  前面文章提到Collections.synchronizedMap()与ConcurrentHashM两者都提供了线程同步的功能。那两者的区别在哪呢？我们们先来看到代码例子。
    下面代码实现一个线程对map进行写操作，另一个线程，读出并打印map数据。

[java] view plain copy

 

1. package test.map;  
2.   
3. import java.util.Collections;  
4. import java.util.HashMap;  
5. import java.util.Hashtable;  
6. import java.util.Map;  
7. import java.util.Random;  
8. import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;  
9.   
10. public class MapTest2 {  
11.   
12.     private static Map<String, Object> map1 = new HashMap<String, Object>();  
13.     private static Map<String, Object> map2 = new Hashtable<String, Object>();  
14.     private static Map<String, Object> map3 = new ConcurrentHashMap<String, Object>();  
15.     private static Map<String, Object> map4 = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>());  
16.   
17.     private static Map<String, Object> map = map4;  
18.   
19.     public static void main(String[] args) {  
20.         new Thread(new Runnable() {  
21.   
22.             @Override  
23.             public void run() {  
24.                 while (true) {  
25.                     if (map.size() > 0) {  
26.                         for (Map.Entry<String, Object> entry : map.entrySet()) {  
27.                             System.out.println(String.format("%s: %s", entry.getKey(), entry.getValue()));  
28.                         }  
29.                         map.clear();  
30.                     }  
31.                     try {  
32.                         Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1);  
33.                     } catch (InterruptedException e) {  
34.                         e.printStackTrace();  
35.                     }  
36.                 }  
37.             }  
38.         }).start();  
39.   
40.         new Thread(new Runnable() {  
41.   
42.             @Override  
43.             public void run() {  
44.   
45.                 for (int i = 1; i <= 100; i++) {  
46.                     map.put("key" + i, "value" + i);  
47.                     try {  
48.                         Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1);  
49.                     } catch (InterruptedException e) {  
50.                         e.printStackTrace();  
51.                     }  
52.                 }  
53.             }  
54.         }).start();  
55.     }  
56. }  

执行代码，我们发现当类中对象map值取map1,map2,map4时，程序都抛出Java.util.ConcurrentModificationException异常。当map=map3时，代码能正常运行。

Collections.synchronizedMap()与ConcurrentHashMap主要区别是：Collections.synchronizedMap()和Hashtable一样，实现上在调用map所有方法时，都对整个map进行同步，而ConcurrentHashMap的实现却更加精细，它对map中的所有桶加了锁。所以，只要要有一个线程访问map，其他线程就无法进入map，而如果一个线程在访问ConcurrentHashMap某个桶时，其他线程，仍然可以对map执行某些操作。这样，ConcurrentHashMap在性能以及安全性方面，明显比Collections.synchronizedMap()更加有优势。同时，同步操作精确控制到桶，所以，即使在遍历map时，其他线程试图对map进行数据修改，也不会抛出ConcurrentModificationException。
    但是，细心的朋友可能发现了，上面的例子，即使map=map3时，最后打印的结果可以并没有100行。由于，不论Collections.synchronizedMap()还是ConcurrentHashMap对map同步的原子操作都是作用的map的方法上，map在读取与清空之间，线程间是不同步的。上面代码的不足在于，我们对这些同步的map过于信任，而忽略了混合操作带来的影响。正确的方法是，把map的读取和清空看成一个原子操作，给整个代码块加锁。

 

    还有一个区别是：ConcurrentHashMap从类的命名就能看出，它必然是个HashMap。而Collections.synchronizedMap()可以接收任意Map实例，实现Map的同步。看这个例子：

[java] view plain copy

 

1. package test.map;  
2.   
3. import java.util.Collections;  
4. import java.util.HashMap;  
5. import java.util.Map;  
6. import java.util.TreeMap;  
7. import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;  
8.   
9. public class MapTest4 {  
10.   
11.     private static void writeMap(Map<String, Object> map) {  
12.         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
13.             map.put("key" + i, "value" + i);  
14.         }  
15.     }  
16.   
17.     private static void printMap(Map<String, Object> map) {  
18.         for (Map.Entry<String, Object> entry : map.entrySet()) {  
19.             System.out.println("key: " + entry.getKey() + ", value: " + entry.getValue());  
20.         }  
21.     }  
22.   
23.     public static void main(String[] args) {  
24.         Map<String, Object> map1 = new HashMap<String, Object>();  
25.         writeMap(map1);  
26.         printMap(map1);  
27.   
28.         System.out.println();  
29.   
30.         Map<String, Object> map2 = Collections.synchronizedMap(new TreeMap<String, Object>());  
31.         writeMap(map2);  
32.         printMap(map2);  
33.   
34.         System.out.println();  
35.   
36.         Map<String, Object> map3 = new ConcurrentHashMap<String, Object>();  
37.         writeMap(map3);  
38.         printMap(map3);  
39.     }  
40. }  

map2由于是个TreeMap，最后打印的结果有按照Key值排序的，而map3显然没法保证结果的有序。