【问题标题】：Is there a problem if I read a HashMap from many threads?如果我从多个线程中读取 HashMap，会不会有问题？
【发布时间】：2021-03-19 22:35:43
【问题描述】：

我有许多带有他自己的哈希图的服务，我的哈希图是不可变的，它们在初始化程序块中被初始化。所以所有线程都将读取哈希图，但从不写它们。

我的服务是 Spring 的组件，所以它们是“Spring Singletons”。

为此使用 HashMap 有什么问题吗？我应该使用其他类吗？为什么？

这是我在说什么的一个例子：

@Service
public class TrackingServiceOne extends TrackingService {

    
Map<Integer, String> mapCreditos = new HashMap<Integer, String>();
Map<Integer, String> mapDeudas = new HashMap<Integer, String>();
Map<Integer, String> mapEjemplo = new HashMap<Integer, String>();

{

    mapCreditos.put(1, "hi");
    mapCreditos.put(2, "example");
    // And like this I will populate each map.

}



// My methods will read the maps, never write them.
    
}

【问题讨论】：

HashMap 不是线程安全的。你应该考虑ConcurrentHashMap 或SynchronizedMap。
你应该没问题，只要 HashMap 永远不会被写入，否则考虑使用 ConcurrentHashMap。
如果它是只读的，HashMap 没问题，但我会在构造函数中实例化。如果地图会发生变异，请考虑 ConcurrentHashMap
@Idos 如果HashMap 已正确发布且发布后从未写入，则不需要。

标签： java spring multithreading hashmap

【解决方案1】：

HashMap 对于只读并发访问是安全的。确保在线程启动之前初始化 hashmap，并且只要没有其他线程写入它们，它们就可以在多个线程中使用而没有任何竞争条件。

【讨论】：

【解决方案2】：

原则上并发使用HashMap是没有问题的，只要你真的确保没有修改！

随着代码随着时间的推移而演变，您应该考虑使用Collections.unmodifiableMap() 包装地图，以确保以后没有人可以修改。为此，由构造函数初始化可能是最简单的方法。

另外，请确保您既不将地图本身也不会将任何部分（如 keySet() 或 values()）暴露在课堂之外。

【讨论】：

那个方法到底是做什么的？最后一句话，你的意思是把这个字段设为私有？
@NicolasVillacorta 方法 unmodifiableMap() 在传递的地图周围创建一个包装器，通过抛出异常拒绝任何修改。当然，该字段必须是私有的，但 keySet() 和 values() 会暴露地图的内部，因此不应从外部看到，原因与该字段应该是私有的相同。

【解决方案3】：

`Map.copyOf`

正如其他答案所说，任何Map 对于只读访问都应该是线程安全的。为确保地图仅用于读取而非写入，请使用无法修改的地图。

制作unmodifiable map 的现代方法是在Java 10 及更高版本中使用Map.copyOf。

使用临时对象填充您的HashMap。然后制作一个不可修改的副本，作为对象的成员字段。

Map<Integer, String> mapCreditos = Map.copyOf( myTemporaryHashMap ) ;

【讨论】：

【解决方案4】：

是的，从形式上讲，当您在线程中读取 HashMap 而不是用于写入时，可能会出现问题。见下文...

有一种流行的二分法：数据竞争和竞争条件（例如，参见https://dzone.com/articles/race-condition-vs-data-race）。由于 HashMap#get() 不会修改 HashMap 的状态，正如其他答案所说，您在同时读取时没有竞争条件。但是，您也必须避免数据竞赛。

显然，您必须保证在您的读者开始阅读之前完成所有写入。这意味着您需要在写入和读取之间实现线性化。在实践中/就 java 代码而言，这将导致写入和读取之前的一种 HB (https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-17.html#jls-17.4.5)。举几个例子：

地图填写完毕后，在最后一个字段中保存对地图的引用 (https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-17.html#jls-17.5)
Thread#start 产生 HB 边缘，因此，如果您自己管理线程，请将填充的映射传递给读取器线程，然后才调用它们的 start()。你应该从作者线程开始传递和开始
读取线程正在等待CountDownLatch 并在映射填充后写入线程调用countDown()。读者开始使用地图。
也可以使用 ForkJoinPool/ExecutorService，因为 if 会在后台生成所需的 HB。执行/调度一个任务填图，只有任务完成后，才执行/调度所有的reader。
等等……

所以，如果你真的保证（从 JMM 的角度来看）最后一次写入在任何读取开始之前完成 - 恭喜，你也没有数据竞争。

第一个例子似乎就像你的情况......即使 Spring 在引擎盖下做了一些无形的魔法，从而导致你的地图的正确可见性（没有人可以证明，是吗？:)），我更喜欢遵循规范和明确的 JMM 安全发布：

@Service
public class TrackingServiceOne extends TrackingService {
        
    private final Map<Integer, String> mapCreditos;
    private final Map<Integer, String> mapDeudas;
    private final Map<Integer, String> mapEjemplo;

    {
        Map<Integer, String> mapCreditosTemp = new HashMap<Integer, String>();

        mapCreditosTemp.put(1, "hi");
        mapCreditosTemp.put(2, "example");

        mapCreditos = mapCreditosTemp; // publishing to the final field produces the freeze action, which guaranty visibility of the field for readers
    }
 ...   
}

以下不太明确的形式也可以，因为如果我们在类中定义了至少一个 final 字段，它的构造函数会以冻结操作结束：

@Service
public class TrackingServiceOne extends TrackingService {
        
    private final Map<Integer, String> mapCreditos = new HashMap<Integer, String>();
    ...

    {

        mapCreditos.put(1, "hi");
        mapCreditos.put(2, "example");
        ...
    }
 ...   
}

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【讨论】：