如何在併發線程中操作values（）和put（）時避免HashMap「ConcurrentModificationException」？

Question

代碼：

我有一個HashMap

private Map<K, V> map = new HashMap<>(); 

一種方法將把ķ-V對進入它通過調用put(K,V)。

另一種方法想從它的值提取一組隨機元素：

int size = map.size(); // size > 0 
V[] value_array = map.values().toArray(new V[size]); 
Random rand = new Random(); 
int start = rand.nextInt(size); int end = rand.nextInt(size); 
// return value_array[start .. end - 1] 

的兩種方法稱爲在兩個不同的併發線程。

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錯誤：

我有一個ConcurrentModificationException錯誤：

at java.util.HashMap$HashIterator.nextEntry(Unknown Source) 
at java.util.HashMap$ValueIterator.next(Unknown Source) 
at java.util.AbstractCollection.toArray(Unknown Source) 

看來，在一個線程中toArray()方法實際上是遍歷HashMap和其他線程put()修改發生。

Question: How to avoid "ConcurrentModificationException" while using HashMap.values().toArray() and HashMap.put() in concurrent threads?
Directly avoiding using values().toArray() in the second method is also OK.

Answer 1

您需要提供一些同步的水平，使得調用put而toArray調用執行受阻，反之亦然。有兩個簡單的方法：

1. 包裝你撥打put和toArray在​​塊，同樣的鎖定對象（這可能是地圖本身或者其它對象）上同步。

2. 使用Collections.synchronizedMap()

   private Map<K, V> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>()); 
   

3. 使用ConcurrentHashMap代替HashMap把你的地圖變成同步地圖。

編輯：使用Collections.synchronizedMap的問題是，一旦調用values()回報，併發保護就會消失。此時，呼叫put()和toArray()可能會同時執行。 A ConcurrentHashMap有一個類似的問題，但它仍然可以使用。從文檔的ConcurrentHashMap.values()：

The view's iterator is a "weakly consistent" iterator that will never throw ConcurrentModificationException , and guarantees to traverse elements as they existed upon construction of the iterator, and may (but is not guaranteed to) reflect any modifications subsequent to construction.

Answer 2

我會用ConcurrentHashMap的，而不是一個HashMap並保護其免受由不同的線程併發讀取和修改。請參閱下面的實現。線程1和線程2不可能同時讀寫。當線程1將Map中的值提取到數組時，調用storeInMap（K，V）的所有其他線程將掛起並等待地圖，直到第一個線程完成對象。

注意：在此上下文中我不使用同步方法;我並不完全排除同步方法，但我會謹慎使用它。同步方法實際上只是語法糖，用於獲取'this'上的鎖並在方法持續期間保持它，以便它可能會損害吞吐量。

private Map<K, V> map = new ConcurrentHashMap<K, V>(); 

// thread 1 
public V[] pickRandom() { 
    int size = map.size(); // size > 0 
    synchronized(map) { 
     V[] value_array = map.values().toArray(new V[size]); 
    } 
    Random rand = new Random(); 
    int start = rand.nextInt(size); 
    int end = rand.nextInt(size); 
    return value_array[start .. end - 1] 
} 

// thread 2 
public void storeInMap(K, V) { 
    synchronized(map) { 
     map.put(K,V); 
    } 
}