在Java里如何使用ConcurrentHashMap实现线程安全Map_Java并发集合解析

ConcurrentHashMap 更适合高并发因其分段锁（JDK 8+为CAS+synchronized单Node），读无锁、写仅锁冲突桶；而Hashtable和synchronizedMap全局锁，吞吐量低5–10倍。

ConcurrentHashMap 为什么比 Hashtable 和 synchronized Map 更适合高并发

因为 ConcurrentHashMap 不是锁整个 map，而是分段加锁（JDK 8+ 改为 CAS + synchronized 锁单个 Node），读操作完全无锁，写操作只锁冲突的桶。而 Hashtable 所有方法都用 synchronized 方法锁住整个对象，Collections.synchronizedMap() 也一样——只要有一个线程在写，其他所有读写线程全得排队。

实际压测中，当并发写入量大、key 分布较散时，ConcurrentHashMap 吞吐量通常是 synchronizedMap 的 5–10 倍以上。

put()、computeIfAbsent()、merge() 这几个方法的线程安全边界在哪

它们各自保证「单次调用」的原子性，但不保证复合操作的线程安全。比如 map.get(key) == null && map.put(key, value) 仍是竞态条件，必须用 computeIfAbsent() 替代。

• put(key, value)：插入或替换，原子
• computeIfAbsent(key, mappingFunction)：仅当 key 不存在时才执行函数并插入，整个过程原子 —— 适合缓存初始化场景
• merge(key, value, remappingFunction)：存在则合并，不存在则插入，原子

注意：mappingFunction 和 remappingFunction 内部不应有阻塞或长耗时逻辑，否则会拖慢整个桶的写入性能。

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ConcurrentHashMap> cache = new ConcurrentHashMap<>();
cache.computeIfAbsent("user:1001", k -> {
    // 这里只会被一个线程执行，结果自动 put 进 map
    return loadRolesFromDB(k); // 但别在这里 sleep() 或发 HTTP 请求
});

size() 和 isEmpty() 在高并发下为什么不准

size() 返回的是估算值（JDK 8+），它通过累加每个 segment / bin 的计数，但过程中可能有其他线程正在增删，所以不是强一致。同理 isEmpty() 只检查 baseCount 是否为 0，也可能刚清空完就有人 put 了。

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如果你需要精确统计，请改用 mappingCount()（返回 long，仍为估算，但比 size() 更准）；如果真要 100% 精确，只能自己加锁遍历 —— 但这违背了使用 ConcurrentHashMap 的初衷。

• 不要用 size() == 0 判断是否可消费，改用 !map.isEmpty() + map.remove(key) 组合，并捕获 null 返回值
• 避免在循环里反复调用 size() 控制退出条件，容易漏数据或死循环

迭代器弱一致性：for-each 遍历时修改不会抛 ConcurrentModificationException

ConcurrentHashMap 的 keySet().iterator()、entrySet().iterator() 是弱一致性的：它不抛 ConcurrentModificationException，也不保证反映“最新全部状态”。你可能看到部分新增元素，也可能看不到刚删除的元素，但绝不会抛错或崩溃。

这种设计是为了让遍历不阻塞写入线程，代价是语义上更像“某一时刻的快照切片”而非完整 snapshot。

ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("a", 1);
new Thread(() -> map.put("b", 2)).start();

// 下面 for-each 可能输出 {a}、{a, b} 或只有 {b}（极小概率），但不会异常
for (String key : map.keySet()) {
    System.out.println(key);
}

真正需要强一致性快照的场景（如导出全量状态做审计），得手动 new HashMap(map) 拷贝 —— 注意这会短暂阻塞写入，且拷贝本身有内存和时间开销。