对于不同的密钥，HashMap是线程安全的吗？

Question

如果我有两个多线程访问HashMap，但保证他们永远不会同时访问同一个密钥，那么是否仍然会导致争用情况？

Answer 1

在@ dotsid的回答，他这样说：

如果你以任何方式改变一个HashMap然后你的代码很简单。

他是对的。如果线程正在使用不相交的密钥集，那么在没有同步的情况下更新的HashMap将会中断甚至。以下是一些可能出错的事情。

• 如果一个线程执行put，则另一个线程可能会看到散列表大小的陈旧值。

• 当一个线程执行一个put触发表重建时，另一个线程可能会看到哈希表数组引用，其大小，其内容或哈希链的暂时或过时的版本。混乱可能随之而来。

• 当一个线程执行针对与其他某些线程使用的一些关键碰撞的关键一put，而后者线程做了put其关键，那么后者可能会看到的哈希链引用过时副本。混乱可能随之而来。

• 当一个线程使用与某个其他线程的键冲突的键探测表时，它可能会遇到该链上的该键。它将在该键上调用equals，并且如果线程未同步，那么equals方法可能会在该键中遇到陈旧状态。

如果你有两个线程同时做put或remove要求，有竞争条件众多的机会。

我能想到的三种解决方案：

1. 使用ConcurrentHashMap。
2. 使用常规HashMap但在外部同步;例如使用原始互斥体，对象等等。
3. 为每个线程使用不同的HashMap。如果线程真的有一组不相交的键，那么应该没有必要（从算法的角度来看）他们共享一个Map。事实上，如果你的算法涉及线程在某个点迭代键值，值或者地图条目，那么将单个地图分割成多个地图可以为该部分处理提供显着的加速。

Answer 2

这取决于你在“访问”下的意思。如果您只是阅读，只要在“happens-before”规则下保证的数据的可见性，您甚至可以阅读相同的密钥。这意味着HashMap不应该改变，并且在任何阅读器开始访问HashMap之前应完成所有更改（初始构造）。

如果您以任何方式更改HashMap，那么您的代码就会被破坏。 @Stephen C为什么提供了很好的解释。

编辑：如果第一种情况是您的实际情况，我建议您使用Collections.unmodifiableMap()以确保您的HashMap从不改变。被HashMap指向的对象也不应该改变，所以使用final关键字可以帮助你。

而@Lars Andren说，在大多数情况下，ConcurrentHashMap是最佳选择。

Answer 3

只需使用ConcurrentHashMap即可。 ConcurrentHashMap使用多个锁来涵盖一系列散列桶，以减少锁被争用的可能性。获得无争议的锁有很小的性能影响。

回答你的原始问题：根据javadoc，只要地图的结构没有改变，你很好。这意味着根本不会删除元素，也不会添加地图中尚未包含的新键。替换与现有的键相关的值是好的。

如果多个线程同时访问哈希映射，并且至少有一个线程在结构上修改了映射，则它必须在外部同步。 （结构修改是添加或删除一个或多个映射的任何操作;仅更改与实例已包含的密钥关联的值不是结构修改。）

尽管它对可见性没有任何保证。所以你必须愿意接受偶尔检索陈旧的协会。

Answer 4

修改一个HashMap而没有从两个线程进行适当的同步可能很容易导致竞争条件。

• 当put()导致内部表的大小调整时，这需要一些时间，另一个线程继续写入旧表。
• 对于不同的密钥，两个put()会导致相同桶的更新，如果密钥的哈希码相等于模大小的话。 （实际上，哈希码和铲斗指数之间的关系比较复杂，但仍可能会发生冲突。）