单例的同步（哈希）映射答案

【问题标题】：Synchronized (Hash)Map of Singletons单例的同步（哈希）映射
【发布时间】：2016-01-18 15:04:58
【问题描述】：

代码下方的说明...

// Singleton
public static final Map<String, Account> SHARED_ACCOUNT_HASHMAP =
        Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());


public init(String[] credentials) {

    Account account = null;     

    String uniqueID = uniqueAccountIdentifier(credentials);

    if (SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.containsKey(uniqueID)) {
        account = SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.get(uniqueID);
        log("...retrieved Shared Account object: %s", uniqueID);
    }

    // create the Account object (if necessary)
    if (account == null) {
        account = new Account(credentials);

        // Store it in the SHARED_ACCOUNT_HASHMAP
        SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.put(uniqueID, account);
        log("...created Account object: %s",uniqueID);

    }

}

我想要达到的目标

有多个线程访问此 Singleton HashMap
此 HashMap 的目标是只允许为每个 uniqueID 创建一个帐户
后面的账号可以被各个线程取回，进行账号操作
每个线程都有这个init() 方法并运行一次。
因此，第一个找不到现有 uniqueID 帐户的线程创建一个新帐户并将其放置在 HashMap 中。下一个线程发现对于相同的 uniqueID，已经有一个 Account 对象 - 所以稍后检索它以供自己使用

我的问题...

如何让其他线程（第二个、第三个等）在第一个线程插入新帐户对象时等待？
换一种说法，在读取同一个 uniqueID 键的 HashMap 时，永远不应该有 2 个线程收到 null 值。第一个线程可能会收到 null 值，但第二个线程应该检索第一个放置在那里的 Account 对象。

【问题讨论】：

标签： java multithreading collections hashmap synchronization

【解决方案1】：

根据synchronizedMap() 的文档

返回由指定映射支持的同步（线程安全）映射。为了保证串行访问，所有对 backing map 的访问都必须通过返回的 map 完成。

当迭代其任何集合视图时，用户必须在返回的地图上手动同步

换句话说，您仍然需要拥有synchronized 对SHARED_ACCOUNT_HASHMAP 的访问权限：

public init(String[] credentials) {
    Account account = null;     
    String uniqueID = uniqueAccountIdentifier(credentials);

    synchronized (SHARED_ACCOUNT_HASHMAP) {
        if (SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.containsKey(uniqueID)) {
            account = SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.get(uniqueID);
            log("...retrieved Shared Account object: %s", uniqueID);
        }

        // create the Account object (if necessary)
        if (account == null) {
            account = new Account(credentials);

            // Store it in the SHARED_ACCOUNT_HASHMAP
            SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.put(uniqueID, account);
            log("...created Account object: %s",uniqueID);
        }
    }
}

【讨论】：

啊，我现在明白了——谢谢。我确实阅读了有关迭代器的教程，但是我只是忽略了这一点，因为我不需要使用迭代器。
通过这个实现，您不再需要使用同步映射，因为一次只有一个线程会访问它（用于读取或写入）。

【解决方案2】：

如果您有多个读取器/写入器，请考虑使用 ReadWriteLock（请参阅 ReadWriteLock example）。

通常ConcurrentHashMap 的性能优于您使用的同步哈希映射。

【讨论】：

我对@987654324@ 的工作原理有所了解，但对于我需要的东西来说这听起来有点矫枉过正。我会阅读 ReadWriteLock - 可能它对我的应用程序的其他部分会有所帮助。按照 epoch 的建议在 hashmap 上同步，这是我在这里寻找的。span>
ReadWriteLock 的性能将优于 epoch 的解决方案，但它确实需要更多的代码。
如果我使用了ConcurrentHashMap，这个synchronized(on the hashmap) 块还有必要吗？我想是的，对吧？如果我不以这种方式同步，我的代码将无法工作 - 即使使用 ConcurrentHashMap
您希望将两个操作作为一个原子调用进行。在这种情况下，您必须使用同步或特殊方法，例如 docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/util/concurrent/…

【解决方案3】：

在以下代码中，当您尝试在同步映射（containsKey 和 get）上执行两个操作时，我可以感觉到竞争条件 check-then-act 的味道：

if (SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.containsKey(uniqueID)) {
        account = SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.get(uniqueID);
        log("...retrieved Shared Account object: %s", uniqueID);
 }

因此，为了避免竞争条件，您需要在此地图上同步：

synchronized (synchronizedMap) {
  if (SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.containsKey(uniqueID)) {
            account = SHARED_ACCOUNT_HASHMAP.get(uniqueID);
            log("...retrieved Shared Account object: %s", uniqueID);
     }
  // rest of the code.      
}

实际上，synchronizedMap 可以保护自己免受可能破坏地图数据的内部竞争条件的影响，但对于外部条件（如上），您需要注意这一点。如果你觉得你在很多地方都在使用synchronized 块，你也可以考虑使用常规地图和同步块。你会发现这个question 也很有用。

【讨论】：