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ConcurrentHashMap 一定是線程安全的嗎

CAS 機制的注意事項

使用java 并行流 ，您要留意了

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??????ConcurrentHashMap 在JDK1.8中ConcurrentHashMap 內部使用的是數組加鏈表加紅黑樹的結構，通過CAS+volatile或synchronized的方式來保證線程安全的,這些原理已毋庸置疑，一言不合上代碼.

? ? ?1.? 模擬2個線程累計，通過ConcurrentHashMap 儲存累計的結果。

/*** @description: ConcurrentHashMap 真的安全嗎* @author: ppx* @date: 2023/8/17 14:11* @version: 1.0*/
public class TestMap {private static ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();private static String key = "hello";/*** @description: 測試2個線程 執行計算* @param:* @return: void* @author: ppx* @date: 2023/8/17 16:43*/private static void testRun() {ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5,2L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());for (int i = 0; i < 2; i++) {executor.submit(() -> {for (int j = 0; j < 5; j++) {// 第一步讀取int value = concurrentHashMap.getOrDefault(key, 0);// 第二步+1value++;// 第三補+ 回寫mapconcurrentHashMap.put(key, value);}});}executor.shutdown();// 直到線程執行完成while(!executor.isTerminated()){}System.out.println("執行結果：" + concurrentHashMap.get(key));}public static void main(String[] args) {testRun();}
}

2.出乎意料執行多次輸出不同的結果：

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3. 分析原理：ConcurrentHashMap 本身是線程安全的，但for 里面的獲map取值、加加操作及回寫map 這三步是非原子性。要保證操作的安全性，這三步實現原子性即可。

?優化后代碼：

 private static void testRun() {ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5,2L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());for (int i = 0; i < 2; i++) {executor.submit(() -> {for (int j = 0; j < 5; j++) {synchronized (TestMap.class) {int value = concurrentHashMap.getOrDefault(key, 0);value ++;concurrentHashMap.put(key, value);}}});}executor.shutdown();while (!executor.isTerminated()) {}System.out.println("執行結果：" + concurrentHashMap.get(key));}

CAS 機制的注意事項

? ? ? ?某線程把數據A更新了B，隨后又從B更新成A，恰好此時另一線程讀取該數據，發現數據的值還是A沒有變化，誤認為還是原來的A，但此時A的一些屬性或狀態已經發生過變化。

? ? ? CAS操作中將判斷“V的值是否仍然為A？”，如果是的話將執行更新操作，在某些CAS操作中，如果V的值首先由A變為B，再由B變為A，那么CAS仍然將會操作成功。

ABA問題：

? ????????線程A 的操作，cas中的值由1變成99，再由99變成1，此次線程B 發現AtomicInteger 的值還是1，于是更新到50，產生ABA的問題。

private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);public static void main(String[] args) {Thread threadA  =  new Thread(() -> {atomicInteger.compareAndSet(1, 99);atomicInteger.compareAndSet(99, 1);System.out.println("線程A進行CAS后的值："+atomicInteger.get());try {Thread.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, "線程A");Thread threadB  =  new Thread(() -> {try{atomicInteger.compareAndSet(1, 50);System.out.println("線程B進行CAS后的值："+atomicInteger.get());}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}, "線程B");threadA.start();try {threadA.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}threadB.start();}

基于AtomicStampedReference類實現
AtomicStampedReference內部增加了版本號的概念，只有期待的值與版本號分別匹配后，才滿足條件，更新最新的值。

案例：

? ? ? 線程 A? 進行CAS 操作更新時，發布版本已發生變動，CAS更新?失敗。線程B? ?進行CAS 操作更新時，匹配對應的版本，期待值，更新成功。

 public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {// 讓線程B 獲取最新版本號，成功 執行更新try {Thread.sleep(11);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", 當前版本號為：" + stamp);boolean firstCasFlag = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 99, atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println("當前版本號："+atomicStampedReference.getStamp()+", 線程A進行CAS后的值：" + atomicInteger.get() + ",第1次操作是否修改成功： " + firstCasFlag);}, "線程A").start();new Thread(() -> {try {int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", 版本號為：" + atomicStampedReference.getStamp());boolean flag = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 888, stamp, atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println("線程B進行CAS后的值：" + atomicStampedReference.getReference() + ", 此次操作是否修改成功： " + flag);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}, "線程B").start();}

執行結果：

線程B, 版本號為：1
線程B進行CAS后的值：888, 此次操作是否修改成功： true
線程A, 當前版本號為：2
當前版本號：2, 線程A進行CAS后的值：1,第1次操作是否修改成功： false
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