Java 面经之思考：巧用 ConcurrentHashMap 应对多线程安全

HashMap 线程不安全成因探究

HashMap 是一种基于哈希表的集合，在并发场景下，多个线程可能同时对 HashMap 进行读写操作。此时，就有可能出现线程安全问题。

HashMap 的线程不安全主要源于其底层的数据结构：链表 。当多个线程同时对同一个链表进行修改时，可能会出现链表成环的情况。如果在 get 操作时恰好遇到链表成环，就会形成死循环，导致程序崩溃。

应对策略：巧用 ConcurrentHashMap

为了解决 HashMap 的线程不安全问题，Java 提供了 ConcurrentHashMap 类。ConcurrentHashMap 采用了分段锁机制，将 HashMap 分成多个小的 segment，每个 segment 都有自己的锁。当多个线程同时访问 HashMap 时，它们只需要获取对应 segment 的锁即可，互不干扰，从而保证了线程安全性。

ConcurrentHashMap 的使用非常简单，只需要在创建 HashMap 时指定并发级别即可。并发级别决定了 HashMap 被划分为多少个 segment，并发级别越大，并发性能越好，但内存消耗也越大。一般情况下，将并发级别设置为 CPU 核数的 2 倍即可。

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(16);

其他应对策略

除了使用 ConcurrentHashMap 外，还可以通过其他方式应对 HashMap 的线程不安全问题：

• **使用 synchronized ** ：在对 HashMap 进行读写操作时，使用 synchronized 关键字对代码块进行同步，确保同一时刻只有一个线程可以访问 HashMap。

synchronized (map) {
    // 对 map 进行读写操作
}

• 使用 Collections.synchronizedMap() 方法 ：将 HashMap 包装成一个线程安全的 Map，Collections.synchronizedMap() 方法会返回一个线程安全的 Map 视图，对该视图进行操作等同于对原 HashMap 进行操作。

Map<String, Integer> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

总结

HashMap 的线程不安全性是 Java 面试中常见的考察点。掌握应对策略，特别是使用 ConcurrentHashMap，是解决此问题的关键。通过分段锁机制，ConcurrentHashMap 巧妙地解决了 HashMap 的线程安全问题，为多线程编程提供了强大的支持。