Ist es sicher, Werte aus einer java.util.HashMap von mehreren Threads (keine Änderung) zu erhalten?

Question

Es gibt einen Fall, in dem eine Karte erstellt wird, die nach ihrer Initialisierung nie wieder geändert wird. Es wird jedoch (nur über get(key)) von mehreren Threads aus auf sie zugegriffen werden. Ist es sicher, eine java.util.HashMap auf diese Weise?

(Derzeit verwende ich zum Glück eine java.util.concurrent.ConcurrentHashMap und habe keinen gemessenen Bedarf, die Leistung zu verbessern, sondern bin einfach neugierig, ob eine einfache HashMap ausreichen würde. Daher ist diese Frage no Es geht weder um die Frage "Welches soll ich verwenden?" noch um die Leistung. Die Frage lautet vielmehr: "Wäre es sicher?")

Answer 1

Jeremy Manson, der Gott, wenn es um das Java-Speichermodell geht, hat einen dreiteiligen Blog zu diesem Thema - denn im Wesentlichen stellen Sie die Frage "Ist es sicher, auf eine unveränderliche HashMap zuzugreifen" - die Antwort darauf ist ja. Aber Sie müssen das Prädikat dieser Frage beantworten: "Ist meine HashMap unveränderlich". Die Antwort wird Sie vielleicht überraschen - Java hat ein relativ kompliziertes Regelwerk zur Bestimmung der Unveränderlichkeit.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in Jeremy's Blogbeiträgen:

Teil 1 über Unveränderlichkeit in Java: http://jeremymanson.blogspot.com/2008/04/immutability-in-java.html

Teil 2 über Unveränderlichkeit in Java: http://jeremymanson.blogspot.com/2008/07/immutability-in-java-part-2.html

Teil 3 über Unveränderlichkeit in Java: http://jeremymanson.blogspot.com/2008/07/immutability-in-java-part-3.html

Answer 2

Die Lesevorgänge sind aus der Sicht der Synchronisierung sicher, aber nicht aus der Sicht des Speichers. Dies ist etwas, das unter Java-Entwicklern weithin missverstanden wird, auch hier auf Stackoverflow. (Beachten Sie die Bewertung von diese Antwort zum Beweis).

Wenn Sie andere Threads laufen haben, sehen diese möglicherweise keine aktualisierte Kopie der HashMap, wenn der aktuelle Thread keinen Speicher schreibt. Das Schreiben in den Speicher erfolgt durch die Verwendung der Schlüsselwörter synchronized oder volatile oder durch die Verwendung einiger Java-Concurrency-Konstrukte.

Voir Der Artikel von Brian Goetz über das neue Java-Speichermodell für Details.

Answer 3

Nach längerem Suchen fand ich dies in der Java-Doku (Hervorhebung von mir):

Beachten Sie, dass diese Implementierung nicht synchronisiert. Wenn mehrere Threads gleichzeitig auf eine Hash-Map zugreifen und mindestens mindestens einer der Threads die Map strukturell verändert, muss sie extern synchronisiert werden. (Eine strukturelle Änderung ist jede Operation, die eine oder mehrere Zuordnungen hinzufügt oder löscht; das bloße Ändern des Wertes, der mit einem mit einem Schlüssel, den eine Instanz bereits enthält, ist keine strukturelle Modifikation).

Dies scheint zu bedeuten, dass es sicher ist, vorausgesetzt, die Umkehrung der dortigen Aussage ist wahr.

Answer 4

Ein Hinweis ist, dass unter bestimmten Umständen ein get() aus einer unsynchronisierten HashMap eine Endlosschleife verursachen kann. Dies kann passieren, wenn ein gleichzeitiges put() einen Rehash der Map verursacht.

http://lightbody.net/blog/2005/07/hashmapget_can_cause_an_infini.html

Answer 5

Es gibt jedoch eine wichtige Wendung. Es ist sicher, auf die Map zuzugreifen, aber es ist im Allgemeinen nicht garantiert, dass alle Threads genau den gleichen Zustand (und damit die gleichen Werte) der HashMap sehen werden. Dies kann auf Multiprozessorsystemen der Fall sein, wo die Änderungen an der HashMap, die von einem Thread (z. B. dem, der sie gefüllt hat) vorgenommen wurden, im Cache dieser CPU liegen können und von Threads, die auf anderen CPUs laufen, nicht gesehen werden, bis eine Memory-Fence-Operation durchgeführt wird, die die Cache-Kohärenz sicherstellt. Die Java Sprachspezifikation ist in diesem Punkt eindeutig: Die Lösung besteht darin, eine Sperre (synchronisiert (...)) zu erwerben, die eine Memory-Fence-Operation auslöst. Wenn Sie also sicher sind, dass nach dem Auffüllen der HashMap jeder der Threads JEDE Sperre erwirbt, dann ist es von diesem Zeitpunkt an OK, von jedem Thread auf die HashMap zuzugreifen, bis die HashMap wieder geändert wird.