沉睡森林@漂在北京

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如果需要使 Map 线程安全,大致有这么四种方法:

 

1、使用 synchronized 关键字,这也是最原始的方法。代码如下

Java代码

synchronized(anObject)  

{  

    value = map.get(key);  

} 

Java代码 

synchronized(anObject)  

{  

    value = map.get(key);  

} 

 

 

JDK1.2 提供了 Collections.synchronizedMap(originMap) 方法,同步方式其实和上面这段代码相同。

 

2、使用 JDK1.5 提供的锁(java.util.concurrent.locks.Lock)。代码如下

Java代码

      lock.lock();  

      value = map.get(key);  

lock.unlock(); 

Java代码 

      lock.lock();  

      value = map.get(key);  

lock.unlock(); 

 

 

3、实际应用中,可能多数操作都是读操作,写操作较少。针对这种情况,可以使用 JDK1.5 提供的读写锁(java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock)。代码如下

Java代码

rwlock.readLock().lock();  

value = map.get(key);  

rwlock.readLock().unlock(); 

Java代码 

rwlock.readLock().lock();  

value = map.get(key);  

rwlock.readLock().unlock(); 

 

 

这样两个读操作可以同时进行,理论上效率会比方法 2 高。

 

4、使用 JDK1.5 提供的 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 类。该类将 Map 的存储空间分为若干块,每块拥有自己的锁,大大减少了多个线程争夺同一个锁的情况。代码如下

Java代码

      value = map.get(key); //同步机制内置在 get 方法中 

Java代码 

value = map.get(key); //同步机制内置在 get 方法中 

 

 

 

写了段测试代码,针对这四种方式进行测试,结果见附图。测试内容为 1 秒钟所有 get 方法调用次数的总和。为了比较,增加了未使用任何同步机制的情况(非安全!)。理论上,不同步应该最快。

 

我的 CPU 是双核的(Core 2 Duo E6300),因此太多线程也没啥意义,所以只列出了单线程、两个线程和五个线程的情况。更多线程时,CPU 利用率提高,但增加了线程调度的开销,测试结果与五个线程差不多。

 

从附图可以看出:

 

1、不同步确实最快,与预期一致。

2、四种同步方式中,ConcurrentHashMap 是最快的,接近不同步的情况。

3synchronized 关键字非常慢,比使用锁慢了两个数量级。真是大跌眼镜,我很迷惑为什会 synchronized 慢到这个程度。

4、使用读写锁的读锁,比普通所稍慢。这个比较意外,可能硬件或测试代码没有发挥出读锁的全部功效。

 

结论:

 

1、如果 ConcurrentHashMap 够用,则使用 ConcurrentHashMap

2、如果需自己实现同步,则使用 JDK1.5 提供的锁机制,避免使用 synchronized 关键字。

 

 

 
package com.example.thread;
import
 java.util.Map;
import java.util.Random;
 
public class MapTest {
      
public static final int THREAD_COUNT = 1;
      
public static final int MAP_SIZE = 1000;
      
public static final int EXECUTION_MILLES = 1000;
      
public static final int[] KEYS = new int[100];
 
      
public static void main(String[] args) throws Exception {
           
// 初始化
           Random rand = new Random();
           
for (int i = 0; i < KEYS.length; ++i) {
                 KEYS[i] 
= rand.nextInt();
           }
 
           
// 创建线程
           long start = System.currentTimeMillis();
           Thread[] threads 
= new Thread[THREAD_COUNT];
           
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) {
                 
//threads[i] = new UnsafeThread();// 7445176(1015ms)
                 
//threads[i] = new SynchronizedThread();// 5015406(1000ms)
                 
//threads[i] = new LockThread(); // 4626827(1016ms)
                 
// threads[i] = new ReadLockThread(); // 3997433(1015ms) 2
                  threads[i] = new ConcurrentThread(); // 6458753(1016ms)
                 threads[i].start();
           }
 
           
// 等待其它线程执行若干时间
           Thread.sleep(EXECUTION_MILLES);
 
           
// 统计 get 操作的次数
           long sum = 0;
           
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) {
                 sum 
+= threads[i].getClass().getDeclaredField("count").getLong(threads[i]);
           }
           
long millisCost = System.currentTimeMillis() - start;
           System.out.println(sum 
+ "(" + (millisCost) + "ms)");
           System.exit(
0);
 
      }
 
      
public static void fillMap(Map<Integer, Integer> map) {
           Random rand 
= new Random();
 
           
for (int i = 0; i < MAP_SIZE; ++i) {
                 map.put(rand.nextInt(), rand.nextInt());
           }
      }
}
 
 
package com.example.thread;
 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
 
public class UnsafeThread extends Thread{
      
private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
      
public long count = 0;
 
      
static {
           MapTest.fillMap(map);
      }
 
      
public void run() {
           
for (;;) {
                 
int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                 map.get(MapTest.KEYS[index]);
                 
++count;
           }
      }
}
 
package com.example.thread;
 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class SynchronizedThread extends Thread {
 
      
private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
      
public long count = 0;
 
      
static {
           MapTest.fillMap(map);
      }
 
      
public void run() {
           
for (;;) {
                 
int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                 
// synchronized (SynchronizedThread.class) {
                 synchronized (new Integer(MapTest.KEYS[index])) {
                      map.get(MapTest.KEYS[index]);
                 }
                 
++count;
           }
      }
}
 
package com.example.thread;
 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 
 
public class LockThread  extends Thread  {
      
private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
      
private static Lock lock = new ReentrantLock();
      
public long count = 0;
 
      
static {
            MapTest.fillMap(map);
      }
 
      
public void run() {
           
for (;;) {
                 
int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                 lock.lock();
                 map.get(MapTest.KEYS[index]);
                 lock.unlock();
                 
++count;
           }
      }
}
 
package com.example.thread;
 
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
 
 
public class ReadLockThread  extends Thread {
      
private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
      
private static Lock lock = new ReentrantReadWriteLock().readLock();
      
public long count = 0;
 
      
static {
           MapTest.fillMap(map);
      }
 
      
public void run() {
           
for (;;) {
                 
int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                 lock.lock();
                 map.get(MapTest.KEYS[index]);
                 lock.unlock();
                 
++count;
           }
      }
}
 
package com.example.thread;
 
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
 
 
public class ConcurrentThread extends Thread {
      
private static Map<Integer, Integer> map = new ConcurrentHashMap<Integer, Integer>();
      
public long count = 0;
 
      
static {
           MapTest.fillMap(map);
      }
 
      
public void run() {
           
for (;;) {
                 
int index = (int) (count % MapTest.KEYS.length);
                 map.get(MapTest.KEYS[index]);
                 
++count;
           }
      }
}

 


 

 

 

 

 

 

 

 

posted on 2009-03-10 09:30 王总兵 阅读(2322) 评论(0)  编辑  收藏

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