摘要:前言老王為何半夜慘叫幾行代碼為何導(dǎo)致服務(wù)器爆炸說好的線程安全為何還是出問題讓我們一起收看今天的走進(jìn)正文出現(xiàn)背景說到的出現(xiàn)背景,還得從說起。在跟中,都只是調(diào)用的方法,各自都是原子操作,是線程安全的。
前言
老王為何半夜慘叫?幾行代碼為何導(dǎo)致服務(wù)器爆炸?說好的線程安全為何還是出問題?讓我們一起收看今天的《走進(jìn)IT》
正文說到ConcurrentHashMap的出現(xiàn)背景,還得從HashMap說起。
老王是某公司的苦逼Java開發(fā),在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中,業(yè)務(wù)總是迭代得非常快。體現(xiàn)在代碼中的話,就是v1.0的模塊是單線程執(zhí)行的,這時候使用HashMap是一個不錯的選擇。然而到了v1.5的版本,為了性能考慮,老王覺得把這段代碼改成多線程會更有效率,那么說改就改,然后就愉快的發(fā)布上線了。
直到某天晚上,突然收到線上警報,服務(wù)器CPU占用100%。這時候驚醒起來一頓排查(百度,谷歌),結(jié)果發(fā)現(xiàn)原來是HashMap 在并發(fā)的環(huán)境下進(jìn)行rehash的時候會造成鏈表的閉環(huán),因此在進(jìn)行g(shù)et()操作的時候?qū)е铝薈PU占用100%。喔,原來HashMap不是線程安全的類,在當(dāng)前的業(yè)務(wù)場景中會有問題。那么你這時候又想到了Hashtable,沒錯,這是個線程安全的類,那我先用這個類替換不就行了,一頓commit,push,部署上去了,觀察了一段時間,完美~再也沒出現(xiàn)過類似的問題了。
但是好日子過的并不長久,運(yùn)營的同事又找上門了,老王啊,XX功能怎么慢了這么多啊?這時候老王就納悶了,我沒改代碼啊?不就上次替換了一個Hashtable,難道這里會有效率的問題?然后又是一頓排查(百度、谷歌),我去,果不其然,原來它線程安全的原因是因?yàn)樵诜椒ㄉ隙技恿藄ynchronized,導(dǎo)致我們?nèi)坎僮鞫即谢耍y怪這么慢。
經(jīng)過了2次掉陷阱的經(jīng)驗(yàn),這次的老王已經(jīng)是非常謹(jǐn)慎的去尋求更好的解決方案了,這時他找到ConcurrentHashMap,而且為了避免再次掉坑他也去提前了解了實(shí)現(xiàn)原理,原來這個類是使用了Segment分段鎖,每一個Segment都有自己的鎖,這樣沖突的的范圍就變小了,效率也能提高不少。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)確實(shí)不錯,于是他就放心的把Hashtable給替換掉了,從此運(yùn)營再也沒來吐槽了,老王又過上了幸福的日子。
經(jīng)過一段時間緊張的業(yè)務(wù)開發(fā),此時的項(xiàng)目已經(jīng)去到了v2.0,之前的ConcurrentHashMap相關(guān)的代碼已經(jīng)被改的面目全非,邏輯也復(fù)雜了很多,但項(xiàng)目還是按時順利的上線了。在項(xiàng)目在運(yùn)行了一段時間以后,居然再次出現(xiàn)線程安全的問題,其根源竟然是ConcurrentHashMap,老王叕陷入了沉思...
拋開復(fù)雜的例子,我們用一個多線程并發(fā)獲取map中的值并加1,看看最后輸出的數(shù)字如何
public class CHMDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ConcurrentHashMapmap = new ConcurrentHashMap (); map.put("key", 1); ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100); for (int i = 0; i < 1000; i++) { executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { int key = map.get("key") + 1; //step 1 map.put("key", key);//step 2 } }); } Thread.sleep(3000); //模擬等待執(zhí)行結(jié)束 System.out.println("------" + map.get("key") + "------"); executorService.shutdown(); } }
此時我們看看多次執(zhí)行輸出的結(jié)果
------790------ ------825------ ------875------
通過觀察輸出結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),這段使用ConcurrentHashMap的代碼,產(chǎn)生了線程安全的問題。我們來分析一下為什么會發(fā)生這種情況。在step1跟step2中,都只是調(diào)用ConcurrentHashMap的方法,各自都是原子操作,是線程安全的。但是他們組合在一起的時候就會有問題了,A線程在進(jìn)入方法后,通過map.get("key")拿到key的值,剛把這個值讀取出來還沒有加1的時候,線程B也進(jìn)來了,那么這導(dǎo)致線程A和線程B拿到的key是一樣的。不僅僅是在
ConcurrentHashMap,在其他的線程安全的容器比如Vector之類的也會出現(xiàn)如此情況,所以在使用這些容器的時候還是不能大意。
1、可以用synchronized
synchronized(this){ //step1 //step2 }
但是用這種方法的話,我們要考慮一下效率的問題,會不會對當(dāng)前的業(yè)務(wù)影響很大?
2、用原子類
public class CHMDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ConcurrentHashMapmap = new ConcurrentHashMap (); AtomicInteger integer = new AtomicInteger(1); map.put("key", integer); ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100); for (int i = 0; i < 1000; i++) { executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { map.get("key").incrementAndGet(); } }); } Thread.sleep(3000); //模擬等待執(zhí)行結(jié)束 System.out.println("------" + map.get("key") + "------"); executorService.shutdown(); } }
------1001------
此時的輸出結(jié)果就正確了,效率上也比第一種解決方案提高很多。
結(jié)語人生處處是陷阱,寫代碼也是如此,多思考,多留心。
github:https://github.com/PeppaLittl...
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