Java HashMap 的 size() 是否会与其实际条目不同步？尺寸？

Question

我有一个名为 statusCountMap 的 Java HashMap。
调用 size() 结果为 30。
但如果我手动计算条目，则为 31
这是我的 TestNG 单元测试之一。下面的这些结果来自 Eclipse 的显示窗口（键入代码 -> 突出显示 -> 点击显示评估所选文本的结果）。

statusCountMap.size()
     (int) 30
statusCountMap.keySet().size()
     (int) 30
statusCountMap.values().size()
     (int) 30
statusCountMap
     (java.util.HashMap) {40534-INACTIVE=2, 40526-INACTIVE=1, 40528-INACTIVE=1, 40492-INACTIVE=3, 40492-TOTAL=4, 40513-TOTAL=6, 40532-DRAFT=4, 40524-TOTAL=7, 40526-DRAFT=2, 40528-ACTIVE=1, 40524-DRAFT=2, 40515-ACTIVE=1, 40513-DRAFT=4, 40534-DRAFT=1, 40514-TOTAL=3, 40529-DRAFT=4, 40515-TOTAL=3, 40492-ACTIVE=1, 40528-TOTAL=4, 40514-DRAFT=2, 40526-TOTAL=3, 40524-INACTIVE=2, 40515-DRAFT=2, 40514-ACTIVE=1, 40534-TOTAL=3, 40513-ACTIVE=2, 40528-DRAFT=2, 40532-TOTAL=4, 40524-ACTIVE=3, 40529-ACTIVE=1, 40529-TOTAL=5}
statusCountMap.entrySet().size()
     (int) 30

什么给出？有人有过这样的经历吗？
我很确定 statusCountMap 此时没有被修改。
有 2 个方法（我们称之为 methodA 和 methodB）可以通过重复调用incrementCountInMap来并发修改statusCountMap。

private void incrementCountInMap(Map map, Long id, String qualifier) {
    String key = id + "-" + qualifier;
    if (map.get(key) == null) {
        map.put(key, 0);
    }
    synchronized (map) {
        map.put(key, map.get(key).intValue() + 1);
    }
}

methodD 是我遇到问题的地方。 methodD 有一个 TestNG @dependsOnMethods = { "methodA", "methodB" } 因此当 methodD 执行时，statusCountMap 几乎已经是静态的了。 我提到这一点是因为它可能是 TestNG 中的一个错误。
我使用的是 Sun JDK 1.6.0_24。 TestNG 是 testng-5.9-jdk15.jar

嗯...重读我的帖子后，是否是因为并发执行了同步块外部 map.get(key) == null & map.put(key,0) 导致了这个问题？

Answer 1

我相信如果你在将键添加到 HashMap 后修改它，你就可以实现这一点。

然而，在您的情况下，这似乎只是在两个线程中修改同一映射而没有正确同步的情况。例如，在线程 A 中，map.put(key, 0)、线程 B 中的 map.put(key2, 0) 可能会导致大小为 1 或 2。如果对删除执行相同操作，最终可能会得到大于你应该。

Answer 2

嗯……重读我的帖子后，是否是因为同步块外的map.get(key) == null & 并发执行？ map.put(key,0) 导致了这个问题？

总之……是的。

HashMap 不是线程安全的。因此，如果两个线程在没有适当同步的情况下更新 HashMap，则映射可能会进入不一致状态。即使其中一个线程只是读取，该线程也可能看到地图的不一致状态。

编写该方法的正确方法是：

private void incrementCountInMap(Map map, Long id, String qualifier) {
    String key = id + "-" + qualifier;
    synchronized (map) {
        Integer count = map.get(key);
        map.put(key, count == null ? 1 : count + 1);
    }
}

Answer 3

如果您使用默认的初始容量 16 并以非线程安全的方式访问它们映射，那么您就会陷入不一致的状态。 Size 是 Map 中的一个状态成员，随着每个项目的输入而更新（size++）。这是因为地图本身是一个链表数组，无法真正返回其实际大小，因为它不指示其包含的项目数。一旦地图达到初始容量的百分比（load_factor），它就必须调整自身大小以容纳更多项目。如果恶意线程在调整地图大小时尝试添加项目，谁知道地图将处于什么状态。

Answer 4

第一个map.put(..)不同步的问题。要么对其进行同步，要么使用Collections.synchronizedMap(..)。测试用例：

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class Test {
    public static void main(String... args) throws InterruptedException {
        final Random random = new Random();
        final int max = 10;
        for (int j = 0; j < 100000; j++) {
            // final Map<String, Integer> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Integer>());
            final HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
            Thread t = new Thread() {
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 100; i++) {
                        incrementCountInMap(map, random.nextInt(max));
                    }
                }
            };
            t.start();
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                incrementCountInMap(map, random.nextInt(max));
            }
            t.join();
            if (map.size() != max) {
                System.out.println("size: " + map.size() + " entries: " + map);
            }
        }
    }
    static void incrementCountInMap(Map<String, Integer> map, int id) {
        String key = "k" + id;
        if (map.get(key) == null) {
            map.put(key, 0);
        }
        synchronized (map) {
            map.put(key, map.get(key).intValue() + 1);
        }
    }

}

我得到的一些结果：

size: 11 entries: {k3=24, k4=20, k5=16, k6=30, k7=16, k8=18, k9=11, k0=18, k1=16, k1=13, k2=18}
size: 11 entries: {k3=18, k4=19, k5=21, k6=20, k7=18, k8=26, k9=20, k0=16, k1=25, k2=15}
size: 11 entries: {k3=25, k4=20, k5=27, k6=15, k7=17, k8=17, k9=24, k0=21, k1=16, k1=1, k2=17}
size: 11 entries: {k3=13, k4=21, k5=18, k6=21, k7=13, k8=17, k9=25, k0=20, k1=23, k2=28}
size: 11 entries: {k3=21, k4=25, k5=19, k6=12, k7=17, k8=14, k9=23, k0=24, k1=26, k2=18}
size: 9 entries: {k3=13, k4=17, k5=23, k6=24, k7=18, k8=19, k9=28, k0=21, k1=17, k2=20}
size: 9 entries: {k3=15, k4=24, k5=21, k6=18, k7=21, k8=30, k9=20, k0=17, k1=15, k2=19}
size: 11 entries: {k3=15, k4=13, k5=21, k6=21, k7=15, k8=19, k9=23, k0=30, k1=15, k2=27}
size: 11 entries: {k3=29, k4=15, k5=19, k6=19, k7=15, k8=23, k9=14, k0=31, k1=18, k2=12}
size: 11 entries: {k3=17, k4=18, k5=20, k6=11, k6=13, k7=20, k8=22, k9=30, k0=12, k1=21, k2=16}