在多线程环境中使用 HashMap 进行定期更新答案

【问题标题】：Usage of HashMap in a multi-threaded environment for regular update在多线程环境中使用 HashMap 进行定期更新
【发布时间】：2014-08-11 19:22:33
【问题描述】：

我有一个 Java 应用程序，我在其中将其他服务器的 IP 集保存在内存中的哈希映射中。哈希映射包含服务器实例 ID 到服务器 IP 地址之间的映射。我还在数据库中维护这些服务器信息以保持持久性。

我正在尝试解决一个简单的问题，我只需要将服务器信息缓存在内存中以便更快地访问。所以我为此使用了hashmap。而且我需要确保内存中的服务器信息不是陈旧的，并且缓存中的所有服务器都是响应的。

所以我创建了两个单独的后台守护线程

一个线程从哈希图中获取每个条目并 ping 所有条目。如果任何服务器没有响应，则它会从哈希图中删除该条目。
另一个线程基本上将数据库条目与此哈希映射缓存同步。因此，它会查询所有条目数据库，并删除哈希图中不存在于 DB 中的条目，对于 DB 中的新条目，它会 ping 每个条目并添加到哈希图中。

这里第一个线程频繁运行，假设每 15 秒运行一次，第二个数据库线程每 5 分钟运行一次。

由于这里的两个线程都在更新缓存，所以我使用了 ConcurrentHashMap，因为它会被同步。即便如此，当我阅读多篇文章、文档和一些 stackoverflow 帖子时，我看到多个线程更新 hashmap 是有风险的，比如当一个线程迭代 hashmap 时，另一个线程可能会被触发并开始更新 hashmap。

那么我该如何在这里使用不同的方法来解决这个问题，这样我就不会在应用程序性能、时间和空间复杂性方面干扰 JVM，并确保我的哈希图中始终只有响应式服务器条目.

【问题讨论】：

你能澄清你的担忧吗？多个线程迭代哈希图不一定是问题。你在担心什么？
另外，有理由使用 2 个线程吗？为什么不让一个线程操作缓存呢？
我没有看到 2 个线程在 hashmap 上迭代的问题，但我担心的是 1 个线程正在添加条目，而另一个线程正在添加/删除条目。尽管这些操作非常少见，但由于我们要更新来自 2 个不同实体的哈希图，应用程序的性能会受到影响吗？
不，不会有性能问题。

标签： java hashmap synchronization concurrenthashmap

【解决方案1】：

ConcurrentHashMap 保证这一点：

视图的迭代器是一个“弱一致”的迭代器，它永远不会抛出 ConcurrentModificationException，并保证遍历构造迭代器时存在的元素，并且可以（但不保证）反映之后的任何修改建设。

这意味着在最坏的情况下，一个线程所做的更新直到下一次迭代才会被第二个线程看到。让我们看看这对您的应用程序意味着什么：

如果在 ping 线程运行时同步线程添加了新服务器，则在此迭代中可能不会 ping。它将仅在下一次迭代中被 ping，15 秒后。只要您考虑到这种行为，这似乎就不是问题（即，如果您不运行第三个线程来删除在过去 15 秒内没有被 ping 过的任何东西或类似的东西）

如果服务器在 ping 进行时被同步线程删除，服务器可能仍会被 ping，但服务器的记录仍会从缓存中删除。同样，这不是问题。

如果 ping 线程在同步进行时删除了服务器，则同步线程可能仍会在缓存中看到该服务器。再说一次，我认为这不是问题。

【讨论】：

很高兴收到回复。如果我们经常从 ConcurrentHashMap 中添加/删除，是否会影响该应用程序的性能？根据 techboost 提供的链接java.dzone.com/articles/java-7-hashmap-vs，ConcurrentHashMap 在性能方面更快更明显。您对此有何看法？
您的应用程序所做的每一件事都有相关的性能成本。如果您需要准确估计几种技术替代方案的性能，我建议您自己进行基准测试。但总的来说，Java 的并发数据结构确实很优秀，比自己加锁要好。

【解决方案2】：

如果您需要确保数据一致性，并且每个线程都需要拥有最新的数据视图，请使用 Collections.synchronizedMap(map)。如果性能很关键，则使用 ConcurrentHashMap，每个线程只向映射中插入数据，读取发生的频率较低。

有一篇很好的文章用实际用例解释了 java 中地图的内部深层概念/工作原理：

http://java.dzone.com/articles/java-7-hashmap-vs

希望这会有所帮助。

【讨论】：

感谢您的链接。感谢您的回复。