java Collections.synchronizedMap

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Java中的并发集合类Collections.synchronizedMap详解

引言

在Java中，我们经常会遇到多个线程同时访问同一个数据结构的情况。为了确保线程安全性和正确性，我们需要使用一些并发集合类来处理这种并发访问。其中一种常用的并发集合类就是Collections.synchronizedMap。

Collections.synchronizedMap是Java集合框架提供的一个用于创建线程安全的Map的工具方法。它接受一个Map实例作为参数，并返回一个线程安全的Map实例。在本文中，我们将深入探讨Collections.synchronizedMap的用法和原理。

Collections.synchronizedMap的用法

Collections.synchronizedMap的用法非常简单。我们只需要将一个Map实例作为参数传递给它，它就会返回一个线程安全的Map实例。下面是一个使用Collections.synchronizedMap的例子：

import java.util.*;

public class SynchronizedMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个普通的HashMap
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 使用Collections.synchronizedMap创建一个线程安全的Map
        Map<String, Integer> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(map);

        // 在多个线程中同时访问线程安全的Map
        // ...
    }
}

在上面的例子中，我们首先创建了一个普通的HashMap。然后，我们使用Collections.synchronizedMap方法将其转换成了一个线程安全的Map。最后，我们可以在多个线程中同时访问这个线程安全的Map。

Collections.synchronizedMap的原理

Collections.synchronizedMap的实现原理非常简单，它使用了Java中的内置锁（即synchronized关键字）来保证线程安全性。当一个线程访问线程安全的Map时，它会自动获得该对象的内置锁。在这个线程访问期间，其他线程将被阻塞，直到当前线程释放锁。

Collections.synchronizedMap使用的是悲观锁的策略，即默认情况下，它假设会发生竞争，并采取了保守的加锁策略。这意味着，即使在大部分情况下是唯一的线程访问该Map，它也会进行加锁操作，导致性能有所下降。因此，在高并发情况下，Collections.synchronizedMap可能不是最高效的选择。

示例

下面我们将通过一个示例来演示Collections.synchronizedMap的用法和原理。

示例代码

import java.util.*;

public class SynchronizedMapExample {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个普通的HashMap
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 使用Collections.synchronizedMap创建一个线程安全的Map
        Map<String, Integer> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(map);

        // 创建10个线程
        Thread[] threads = new Thread[10];

        // 启动每个线程，每个线程向线程安全的Map中插入1000个元素
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    synchronizedMap.put(Thread.currentThread().getName() + "-" + j, j);
                }
            });
            threads[i].start();
        }

        // 等待所有线程执行完毕
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].join();
        }

        // 输出线程安全的Map中的元素个数
        System.out.println(synchronizedMap.size());
    }
}