如何在并发线程中操作values（）和put（）时避免HashMap“ConcurrentModificationException”？

Question

代码：

我有一个HashMap

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

一种方法将把ķ-V对进入它通过调用put(K,V)。

另一种方法想从它的值提取一组随机元素：

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] 

的两种方法称为在两个不同的并发线程。

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错误：

我有一个ConcurrentModificationException错误：

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

看来，在一个线程中toArray()方法实际上是遍历HashMap和其他线程put()修改发生。

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，使得调用put而toArray调用执行受阻，反之亦然。有两个简单的方法：

1. 包装你拨打put和toArray在​​块，同样的锁定对象（这可能是地图本身或者其它对象）上同步。

2. 使用Collections.synchronizedMap()

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

3. 使用ConcurrentHashMap代替HashMap把你的地图变成同步地图。

编辑：使用Collections.synchronizedMap的问题是，一旦调用values()回报，并发保护就会消失。此时，呼叫put()和toArray()可能会同时执行。 A ConcurrentHashMap有一个类似的问题，但它仍然可以使用。从文档的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

我会用ConcurrentHashMap的，而不是一个HashMap并保护其免受由不同的线程并发读取和修改。请参阅下面的实现。线程1和线程2不可能同时读写。当线程1将Map中的值提取到数组时，调用storeInMap（K，V）的所有其他线程将挂起并等待地图，直到第一个线程完成对象。

注意：在此上下文中我不使用同步方法;我并不完全排除同步方法，但我会谨慎使用它。同步方法实际上只是语法糖，用于获取'this'上的锁并在方法持续期间保持它，以便它可能会损害吞吐量。

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); 
    } 
}