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SynchronizedMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

news 2025/7/18 11:09:10

SynchronizedMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

1. SynchronizedMap

定义：通过 Collections.synchronizedMap() 包装普通 HashMap，实现线程安全。
锁机制：使用 对象级锁（整个 Map 加锁）。
性能：高并发下性能差（锁竞争激烈）。
迭代器：迭代时需手动加锁，否则会抛出 ConcurrentModificationException。
适用场景：低并发或少量写操作的场景。

2. ConcurrentHashMap

定义：专为高并发设计的线程安全 Map（java.util.concurrent 包）。
锁机制：Java 7 使用 分段锁，Java 8+ 使用 CAS + synchronized（桶级锁）。
性能：高并发下性能优异（锁粒度更细）。
迭代器：弱一致性（迭代期间不阻塞，可能反映部分更新）。
适用场景：高并发读写场景（如缓存、计数器）。

核心区别对比

特性	SynchronizedMap	ConcurrentHashMap
锁粒度	对象级锁（整个 Map）	桶级锁（Java 8+）/分段锁（Java 7）
性能	高并发下性能差	高并发下性能优异
迭代安全性	需手动加锁	弱一致性（无需加锁）
Null 支持	允许 Key/Value 为 null	不允许 Key/Value 为 null
设计目的	简单加锁封装	专为高并发优化

典型应用场景

SynchronizedMap

低频修改的配置存储
低并发任务共享数据

Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
// 写操作（自动加锁）
map.put("key", "value");
// 迭代需手动加锁
synchronized(map) {for (String key : map.keySet()) {System.out.println(key);}
}

ConcurrentHashMap

高并发缓存（如 Guava Cache 底层）
实时计数器（如 compute() 原子更新）

ConcurrentHashMap<String, Integer> counter = new ConcurrentHashMap<>();
// 原子递增（分段锁优化）
counter.compute("word", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1);
// 读操作（无锁优化）
int count = counter.get("word");

代码示例

示例 1：SynchronizedMap 基本用法

import java.util.*;public class SyncMapExample {public static void main(String[] args) {Map<String, String> syncMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());// 写操作（隐式加锁）syncMap.put("name", "Alice");syncMap.put("role", "Admin");// 必须手动加锁迭代！synchronized(syncMap) {for (Map.Entry<String, String> entry : syncMap.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());}}}
}

示例 2：ConcurrentHashMap 高并发计数器

import java.util.concurrent.*;public class ConcurrentHashMapExample {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ConcurrentHashMap<String, Integer> votes = new ConcurrentHashMap<>();// 模拟 100 个线程并发投票ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);for (int i = 0; i < 100; i++) {executor.submit(() -> {// 原子更新（避免竞争）votes.compute("candidateA", (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1);});}executor.shutdown();executor.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS);System.out.println("Total votes: " + votes.get("candidateA")); // 输出 100}
}

选型建议

优先选择 ConcurrentHashMap：适用于绝大多数并发场景（性能优势明显）。
谨慎使用 SynchronizedMap：仅在确保低并发或需兼容旧代码时使用。
避免嵌套锁：SynchronizedMap 在复合操作（如 putIfAbsent()）中仍需显式加锁，而 ConcurrentHashMap 提供原子方法（如 putIfAbsent()）。