如何实现线程安全的HashMap？

2023-03-21 09:02:23来源：德哥很ok

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要实现线程安全的 HashMap，可以考虑以下几种方法：

使用 ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap 是线程安全的 HashMap 实现，采用了分段锁的机制，可以提高并发性能。使用 Collections.synchronizedMap：可以使用 Collections.synchronizedMap 方法将 HashMap 转换为线程安全的 Map，但是需要注意在迭代时需要手动进行同步。使用读写锁：可以使用读写锁（ReentrantReadWriteLock）来实现线程安全的 HashMap。读写锁允许多个线程同时读取数据，但只允许一个线程写入数据。这样可以提高读取性能，同时保证写入操作的线程安全。使用 synchronized 方法：可以在 HashMap 的方法上加上 synchronized 关键字，实现线程安全。但是这种方法会导致所有的方法都需要进行同步，性能较差。使用 volatile 关键字：可以将 HashMap 声明为 volatile，这样可以保证多线程之间的可见性，但是无法保证线程安全。使用 CopyOnWriteMap：CopyOnWriteMap 是一种线程安全的 Map 实现，它通过在写入时创建一个新的 Map 来实现线程安全。但是这种方法的缺点是内存占用较高，不适合存储大量数据。使用锁分段技术：锁分段技术是指将整个 HashMap 拆分成多个小的 HashMap，每个小的 HashMap 都有自己的锁，不同的线程可以同时访问不同的小 HashMap，从而提高并发性能。这种技术的实现可以参考 ConcurrentHashMap 的源码。使用 CAS（Compare and Swap）算法：CAS 是一种无锁算法，可以实现线程安全的 HashMap。CAS 算法通过比较内存中的值和期望值是否相等，如果相等则将新值写入内存，否则重新读取内存中的值并重试。但是，CAS 算法的实现比较复杂，容易出错，不建议自己实现。

下面是使用读写锁实现线程安全的 HashMap 的示例代码：

javaCopy codeimport java.util.HashMap;import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;public class SafeHashMap {    private final HashMap map = new HashMap<>();    private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();    public void put(K key, V value) {        lock.writeLock().lock();        try {            map.put(key, value);        } finally {            lock.writeLock().unlock();        }    }    public V get(K key) {        lock.readLock().lock();        try {            return map.get(key);        } finally {            lock.readLock().unlock();        }    }    // 其他方法同理}

使用读写锁实现线程安全的 HashMap 虽然能够提高读取性能，但是写入操作仍然需要进行同步，在高并发写入场景下可能会影响性能。如果需要更高的并发性能，可以考虑使用 ConcurrentHashMap。

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