0

0

标题:ConcurrentHashMap 原子计数失效的根本原因与正确解决方案

碧海醫心

碧海醫心

发布时间:2026-01-28 11:17:12

|

109人浏览过

|

来源于php中文网

原创

标题:ConcurrentHashMap 原子计数失效的根本原因与正确解决方案

本文深入剖析在 concurrenthashmap 中使用 mutableinteger 手动实现计数时线程不安全的根源,指出“看似加锁却仍出错”的本质在于非原子的 get-put-compute 操作序列,并提供基于 merge/compute 的标准、简洁、线程安全的替代方案。

你的代码看似做了多重防护:MutableInteger 的 getValue() 和 setValue() 方法用 synchronized 加锁,ConcurrentHashMap 本身也是线程安全的容器——但最终计数结果依然错误。问题不在于“锁没起作用”,而在于你根本没有对「计数逻辑」这个整体进行原子保护

关键缺陷出现在 saveFlow() 方法中这一典型模式:

MutableInteger newMinuteAcceptKey = new MutableInteger();
newMinuteAcceptKey.setValue(1);
MutableInteger oldMinuteAcceptKey = map.put(minuteAcceptKey, newMinuteAcceptKey); // 步骤①:写入新值
if (null != oldMinuteAcceptKey) {
    newMinuteAcceptKey.setValue(oldMinuteAcceptKey.getValue() + 1); // 步骤②:读旧值 → 计算 → 写回新值
}

这段逻辑看似合理,实则存在经典的 check-then-act(先检查后执行)竞态条件

  • 线程 A 执行 map.put(...) 后得到 oldMinuteAcceptKey;
  • 此时线程 B 也执行了 map.put(...),覆盖了 A 刚刚写入的 newMinuteAcceptKey;
  • 线程 A 继续执行 oldMinuteAcceptKey.getValue() + 1,并将结果赋给 自己持有的、已脱离 map 的对象 —— 这个更新完全丢失,因为 map 中当前关联的已是线程 B 的实例。

⚠️ 注意:ConcurrentHashMap 仅保证单个操作(如 get, put, remove)的线程安全性,绝不保证多个操作组合的原子性。synchronized 在 MutableInteger 上只保护该对象内部状态,但无法约束 map 容器中键值对的生命周期与引用关系。

PageGen
PageGen

AI页面生成器,支持通过文本、图像、文件和URL一键生成网页。

下载

✅ 正确解法:使用原子更新方法

Java 8+ 为 ConcurrentHashMap 提供了真正原子的复合操作 API,推荐优先使用 merge() 或 compute():

// ✅ 推荐:一行代码完成「若存在则累加,否则初始化为1」
map.merge(minuteAcceptKey, 1, Integer::sum);

// ✅ 等价写法(显式 lambda)
map.merge(minuteAcceptKey, 1, (oldVal, newVal) -> oldVal + newVal);

// ✅ 或使用 compute(更灵活,可处理 null)
map.compute(minuteAcceptKey, (key, oldValue) -> 
    (oldValue == null) ? 1 : oldValue + 1
);

此时你甚至不再需要 MutableInteger —— Integer 是不可变对象,merge 内部会以原子方式完成整个读-改-写流程,无需外部同步。

? 改造后的 saveFlow() 示例(精简、安全、高效)

public static void saveFlow(Calendar c) {
    SimpleDateFormat sdfDate = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
    SimpleDateFormat sdfHour = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH");
    SimpleDateFormat sdfMinute = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm");

    String dayKey   = sdfDate.format(c.getTime());
    String hourKey  = sdfHour.format(c.getTime());
    String minuteKey = sdfMinute.format(c.getTime());

    // 原子递增:不存在则设为1,存在则+1
    map.merge(minuteKey, 1, Integer::sum);
    map.merge(hourKey,  1, Integer::sum);
    map.merge(dayKey,   1, Integer::sum);
}

? 关键总结

  • ❌ 错误范式:put() + get() + 修改 → 天然竞态,无论内部是否加锁;
  • ✅ 正确范式:merge() / compute() / computeIfAbsent() → 单次调用完成原子复合操作;
  • ? ConcurrentHashMap ≠ “所有操作都自动线程安全”,它只保障自身数据结构一致性,业务逻辑的原子性必须由开发者通过合适 API 显式保证
  • ? 若需高性能高频计数,还可考虑 LongAdder(适用于独立计数器)或 AtomicInteger(配合 compute() 使用),但本场景下 merge(Integer::sum) 已是最优解。

遵循原子操作原则,才能真正驾驭并发编程的复杂性。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
treenode的用法
treenode的用法

​在计算机编程领域,TreeNode是一种常见的数据结构,通常用于构建树形结构。在不同的编程语言中,TreeNode可能有不同的实现方式和用法,通常用于表示树的节点信息。更多关于treenode相关问题详情请看本专题下面的文章。php中文网欢迎大家前来学习。

538

2023.12.01

C++ 高效算法与数据结构
C++ 高效算法与数据结构

本专题讲解 C++ 中常用算法与数据结构的实现与优化,涵盖排序算法(快速排序、归并排序)、查找算法、图算法、动态规划、贪心算法等,并结合实际案例分析如何选择最优算法来提高程序效率。通过深入理解数据结构(链表、树、堆、哈希表等),帮助开发者提升 在复杂应用中的算法设计与性能优化能力。

17

2025.12.22

深入理解算法:高效算法与数据结构专题
深入理解算法:高效算法与数据结构专题

本专题专注于算法与数据结构的核心概念,适合想深入理解并提升编程能力的开发者。专题内容包括常见数据结构的实现与应用,如数组、链表、栈、队列、哈希表、树、图等;以及高效的排序算法、搜索算法、动态规划等经典算法。通过详细的讲解与复杂度分析,帮助开发者不仅能熟练运用这些基础知识,还能在实际编程中优化性能,提高代码的执行效率。本专题适合准备面试的开发者,也适合希望提高算法思维的编程爱好者。

26

2026.01.06

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

503

2023.08.10

golang map内存释放
golang map内存释放

本专题整合了golang map内存相关教程,阅读专题下面的文章了解更多相关内容。

75

2025.09.05

golang map相关教程
golang map相关教程

本专题整合了golang map相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

36

2025.11.16

golang map原理
golang map原理

本专题整合了golang map相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

60

2025.11.17

java判断map相关教程
java判断map相关教程

本专题整合了java判断map相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

40

2025.11.27

俄罗斯Yandex引擎入口
俄罗斯Yandex引擎入口

2026年俄罗斯Yandex搜索引擎最新入口汇总,涵盖免登录、多语言支持、无广告视频播放及本地化服务等核心功能。阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

142

2026.01.28

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 3万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7.8万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 52.4万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号