HashMap 四种同步方式的性能比较
转自 http://www.iteye.com/topic/164644
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
- 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。
Map Collections.synchronizedMap(Map m)
这个方法返回一个同步的Map，这个Map封装了底层的HashMap的所有方法，使得底层的HashMap即使是在多线程的环境中也是安全的。
2、使用 JDK1.5 提供的锁（java.util.concurrent.locks.Lock）。代码如下
- 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
- 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
- value = map.get(key); //同步机制内置在 get 方法中
使用转载文章中的测试代码，在我的机器上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。
我的测试结果：
转载文章的结果：
测试结果和转载文章中差不多，但是synchronized 貌似没有转载中说的那么糟糕。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。
3、synchronized 关键字非常慢
4、使用读写锁的读锁，比普通所稍慢。
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。
测试代码：
import java.util.*; import java.util.concurrent.*; import java.util.concurrent.locks.*; public class MapTest { public static final int THREAD_COUNT = 5; 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]; //生成多个相同的线程 for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) { //threads[i] = new UnsafeThread(); threads[i] = new SynchronizedThread(); //threads[i] = new LockThread(); //threads[i] = new ReadLockThread(); //threads[i] = new ConcurrentThread(); 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) { //将所有的同类线程访问次数加起来 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()); } } } 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; } } } class SynchronizedThread extends Thread { //所有同类线程共享一个map private static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>(); //每个线程使用自己的计数器 public long count = 0; //o必须是static，否则synchronized(o)每个线程只对自己的o加锁，锁没有效果 private static final Object o = new Object(); static { MapTest.fillMap(map); } public void run() { for (;;) { int index = (int)(count % MapTest.KEYS.length); // 没有锁效果的加锁方式： // (1)private final Object o = new Object(); // synchronized(o) // (2)synchronized(this) // 有锁效果的加锁方式： // (1)synchronized(map) // (2)private static final Object o = new Object(); // synchronized(o) synchronized(SynchronizedThread.class) { map.get(MapTest.KEYS[index]); } ++count; } } } 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; } } } 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; } } } 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; } } }
补充：
（1）虽然ConcurrentHashMap是线程安全的，而且性能很高，但是
看看下面一段代码：
ConcurrentHashMap<String,String> map; String getString(String name) { String x = map.get(name); if (x == null) { x = new String(); map.put(name, x); } return x; }
如果你只调用get（），或只调用put（）时，ConcurrentHashMap是线程安全的。
但是，在你调用完get后，调用put之前，
如果有另外一个线程调用了map.put(name, x)，
你再去执行map.put(name,x)，
就很可能把前面的操作结果覆盖掉了。
所以，即使在线程安全的情况下，
你还是有可能违反原子操作的规则。
避免方法：将get和put放到一个锁下面
Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap()); String getString(String name) { synchronized(map){//可保证该同步块内的所有代码对map是一个原子操作。 String x = map.get(name); if (x == null) { x = new String(); map.put(name, x); } return x; } }