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详解Java中的Collections.synchronizedMap_将普通Map包装为线程安全类

P粉602998670

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发布时间:2026-02-24 17:30:13

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来源于php中文网

原创

collections.synchronizedmap仅保证单个方法原子性,无法解决复合操作竞态条件;遍历时必须手动同步,否则抛concurrentmodificationexception;相比concurrenthashmap,其全表锁性能差且不支持高并发。

详解java中的collections.synchronizedmap_将普通map包装为线程安全类

为什么 Collections.synchronizedMap 不能直接解决并发修改问题

它只是给每个方法加了 synchronized,但不保证复合操作原子性。比如先 containsKeyput,两步之间仍可能被其他线程插队——这叫“竞态条件”,不是加个锁就自动消失的。

常见错误现象:ConcurrentModificationException 依然出现;多线程反复执行 map.get(k) == null ? map.put(k, v) : map.get(k) 返回 null 或旧值;遍历时抛出异常。

  • 使用场景:仅适用于单个操作(如独立的 getput)且调用方能确保无复合逻辑
  • 性能影响:所有方法串行化,高并发下吞吐量明显低于 ConcurrentHashMap
  • 兼容性:JDK 1.2 起就有,无版本风险,但 JDK 5+ 后基本不推荐用于新代码

Collections.synchronizedMap 包装后遍历必须手动同步

文档里那句 “must manually synchronize on the returned map when iterating” 不是提醒,是硬性要求。否则哪怕用了它,for-eachiterator() 仍会因结构变更抛 ConcurrentModificationException

示例错误写法:

Map<String, Integer> syncMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());<br>for (String key : syncMap.keySet()) { ... } // ❌ 可能崩溃

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  • 正确做法:用 synchronized(syncMap) 包住整个遍历块
  • 注意:锁对象必须是返回的包装实例,不是原始 HashMap
  • 如果遍历中还要修改(如 remove),同样得在同步块内做,且不能用 Iterator.remove() 以外的方式删元素

ConcurrentHashMap 的关键区别在哪

根本不在“是否线程安全”,而在“怎么安全”。synchronizedMap 是粗粒度全表锁,ConcurrentHashMap 是分段锁(JDK 7)或 CAS + synchronized(JDK 8+),支持更高并发读写。

  • 读操作:后者完全无锁,前者每次 get 都要抢锁
  • 迭代器:后者返回弱一致性视图,不抛 ConcurrentModificationException;前者必须手动同步才能安全遍历
  • 默认行为差异:ConcurrentHashMap 不允许 null key/value;synchronizedMap 继承原 Map 行为(如 HashMap 允许一个 null key)
  • 如果已有代码强依赖 null 键值,又想升级并发能力,不能直接换,得先清理数据或改逻辑

什么情况下还能用 Collections.synchronizedMap

只有两个现实条件同时满足时才考虑:一是并发强度低(比如后台定时任务间歇更新配置,QPS TreeMap 的有序遍历 + 线程安全封装)。

  • 别为了“看起来线程安全”而用——它掩盖问题比解决问题多
  • 如果底层是 LinkedHashMap,要注意 accessOrder=trueget 也会修改结构,此时 synchronizedMap 的锁能保序,但 ConcurrentHashMap 不支持这种语义
  • 测试时别只测单线程逻辑,至少模拟两个线程交替调用 putkeySet().iterator(),不然压根发现不了遍历崩溃

真正麻烦的从来不是加锁,而是锁的边界和复合操作的隐含依赖。用 synchronizedMap 就得自己画清楚每行代码在哪个锁里、哪些变量状态会被其他线程突变——这点容易被忽略,也最难补救。

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