Java Hashmap - 多线程放

Question

我们最近在我的工作中讨论过我们是否需要使用ConcurrentHashMap,或者我们是否可以在多线程环境中使用常规HashMap.HashMaps的参数是两个:它比ConcurrentHashMap快,所以我们应该尽可能使用它.并且ConcurrentModificationException显然只有当你在修改时迭代Map时出现,所以"如果我们只从地图中PUT和GET,那么常规HashMap的问题是什么？" 是争论.

我认为并发PUT操作或并发PUT和READ可能会导致异常,所以我组合了一个测试来证明这一点.测试很简单; 创建10个线程,每个线程将相同的1000个键值对一次又一次地写入地图5秒钟,然后打印生成的地图.

结果实际上很混乱:

Length:1299
Errors recorded: 0

我认为每个键值对在HashMap中都是唯一的,但是通过查看地图,我可以找到多个相同的Key-Value对.我期待某种异常或损坏的键或值,但我没想到这一点.这是怎么发生的？

这是我使用的代码,供参考:

public class ConcurrentErrorTest
{
    static final long runtime = 5000;
    static final AtomicInteger errCount = new AtomicInteger();
    static final int count = 10;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException
    {
        List<Thread> threads = new LinkedList<>();
        final Map<String, Integer> map = getMap();

        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            Thread t = getThread(map);
            threads.add(t);
            t.start();
        }

        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            threads.get(i).join(runtime + 1000);
        }

        for (String s : map.keySet())
        {
            System.out.println(s + " " + map.get(s));
        }
        System.out.println("Length:" + map.size());
        System.out.println("Errors recorded: " + errCount.get());
    }

    private static Map<String, Integer> getMap()
    {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        return map;
    }

    private static Map<String, Integer> getConcMap()
    {
        Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
        return map;
    }

    private static Thread getThread(final Map<String, Integer> map)
    {
        return new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run()
            {
                long start = System.currentTimeMillis();
                long now = start;
                while (now - start < runtime)
                {
                    try
                    {
                        for (int i = 0; i < 1000; i++)
                            map.put("i=" + i, i);
                        now = System.currentTimeMillis();
                    }
                    catch (Exception e)
                    {
                        System.out.println("P - Error occured: " + e.toString());
                        errCount.incrementAndGet();
                    }
                }
            }
        });
    }
}

Answer 1

您面临的问题似乎是TOCTTOU类问题.(是的,这种bug经常发生,它有自己的名字.:))

在地图中插入条目时,至少需要执行以下两项操作:

1. 检查密钥是否已存在.
2. 如果检查返回true,则更新现有条目,如果没有,则添加新条目.

如果这两个不是原子地发生的(就像它们在正确同步的映射实现中那样),那么几个线程可以得出结论,在步骤1中密钥尚不存在,但是当它们到达步骤2时,不再是真的了.因此,多个线程将很乐意插入具有相同键的条目.

请注意,这不是唯一可能发生的问题,根据实施情况和您对可见性的好运,您可以获得各种不同的意外故障.