Java ConcurrentHashMap在多线程环境下如何使用

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发布时间：2025-10-03 18:21:02

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原创

ConcurrentHashMap通过CAS+synchronized机制实现线程安全，支持高并发读写，提供putIfAbsent等原子方法，避免复合操作可确保正确性，适用于缓存、计数器等场景。

java concurrenthashmap在多线程环境下如何使用

ConcurrentHashMap 是 Java 中用于多线程环境下的线程安全哈希表实现，相比 synchronized 的 HashMap 或 Hashtable，它在性能和并发性上有显著优势。它允许多个读操作同时进行，并且支持一定数量的并发写操作，而不会阻塞整个容器。

1. ConcurrentHashMap 的基本特性

ConcurrentHashMap 通过分段锁（JDK 8 之前）或 CAS + synchronized（JDK 8 及以后）机制实现高效的并发控制。在 JDK 8 后，它不再使用 Segment 分段，而是对桶（table）中的每个链表头节点加锁，从而提升了并发度。

主要特点包括：

线程安全，无需外部同步
支持高并发读写操作
迭代器不抛出 ConcurrentModificationException，弱一致性
提供原子性操作方法，如 putIfAbsent、remove、replace 等

2. 常见用法与线程安全操作

在多线程环境下，推荐使用 ConcurrentHashMap 提供的原子方法来避免竞态条件。

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例如，多个线程需要向 map 中添加数据，如果 key 不存在才插入：

ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap<>();
// 安全地只在 key 不存在时放入值
map.putIfAbsent("key1", 100);

如果需要对某个值进行递增操作，可以使用 merge 或 compute 方法：

// 每个线程执行累加
map.merge("counter", 1, Integer::sum);

这种方式是线程安全的，无需额外同步。

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3. 避免常见错误用法

虽然 ConcurrentHashMap 是线程安全的，但复合操作仍需注意。例如以下代码存在竞态条件：

// 错误示例：非原子操作
if (!map.containsKey("key")) {
    map.put("key", value); // 其他线程可能在此期间插入
}

应替换为：

// 正确方式
map.putIfAbsent("key", value);

同样，遍历时不要依赖 size() 判断或修改结构，因为迭代过程是弱一致性的，可能看到部分更新的数据。

4. 适用场景建议

ConcurrentHashMap 适合以下场景：

高频读取、中低频写入的缓存系统
计数器、状态记录等共享变量存储
作为并发任务间共享数据的容器

不适用于需要强一致性的事务操作，也不适合做全局锁的替代品。

基本上就这些。只要合理使用其提供的原子方法，避免手动组合操作，ConcurrentHashMap 能很好地支撑多线程环境下的数据共享。

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