ConcurrentHashMap的KeySet迭代器是否线程安全？

Question

我正在尝试探索“ThreadSafe是什么意思？”

以下是我的理解：

对我来说，ThreadSafe似乎是允许多个线程同时访问集合，而不考虑其同步。例如，在没有synchronized关键字的任何方法上，都是线程安全的，这意味着多个线程可以访问它。

开发人员可以选择在此方法上维护一些逻辑（同步），以在多个线程访问时维护数据完整性。这与线程安全无关。

如果我上面的陈述是错误的，请阅读下面的JAVA DOC for `ConcurrentHashMap:`

keySet：该视图的迭代器是“弱一致”的迭代器，永远不会引发ConcurrentModificationException，并保证遍历元素时按照迭代器构造时存在的方式进行，并且可能（但不保证）反映构造后的任何修改。

上面的声明表示，当多个线程修改集合时，keySet迭代器将无法保证数据完整性。

请问，* ConcurrentHashMap的KeySet迭代器是否线程安全？

我的线程安全理解正确吗？

- Kanagavelu Sugumar

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你的问题本身就已经有了答案。 - codingenious

就Javadoc而言，这非常清晰，没有任何答案可以更好地或更清晰地解释它。您到底不理解什么？ - Bohemian

ConcurrentHashMap的keySet()方法是线程安全的，因此可能无需同步或复制。 - Prashant Shilimkar

“迭代器永远不会抛出ConcurrentModificationException，并保证遍历元素时与迭代器构造时相同” - 这足以使某些东西成为“线程安全”。问题是，您如何定义“线程安全”... - Tadas S

@afk5min是您对线程安全的定义吗？这意味着线程安全不能保证对集合所做的修改，只是允许多个线程遍历元素吗？ - Kanagavelu Sugumar

“线程安全”意味着在同时访问同一对象时不会出现未定义行为（或者当可以确定通过继续执行将绝对发生未定义行为时，没有未检查的异常）。 - Tadas S

Answer 1

keySet: 这个视图的迭代器是一个“弱一致性”的迭代器，它永远不会抛出 ConcurrentModificationException 异常，并且保证按照迭代器在构造时存在的元素遍历，并可能（但不保证）反映构造后的任何修改。

这本身就说明了，ConcurrentHashMap 的 KeySet 迭代器是线程安全的。

- codingenious

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那么你的意思是在访问时，线程安全已经失去了数据完整性/一致性..? - Kanagavelu Sugumar

Answer 2

java.util.concurrent包的基本思想是提供一组数据结构，可以在没有强一致性的情况下提供线程安全的访问。这样，这些对象比正确锁定的对象实现更高的并发性。

线程安全意味着即使没有任何显式同步，也不会破坏对象。在HashTable和HashMap中，一些方法可能存在多线程访问的问题，例如remove方法，该方法首先检查元素是否存在，然后删除它。这些方法在ConcurrentHashMap中被实现为原子操作，因此您不需要担心会丢失某些数据。

但这并不意味着该类自动为每个操作加锁。高级操作，如putAll和迭代器，未进行同步。该类不提供强一致性。您的操作的顺序和时间保证不会破坏对象，但不能保证生成准确的结果。

例如，如果您同时使用putAll调用打印对象，则可能会看到部分填充的输出。同时使用新插入的迭代器也可能无法反映所有插入，正如您引用的那样。

这与线程安全不同。即使结果可能令您惊讶，您可以确信没有任何东西丢失或意外覆盖，元素被添加到和从对象中删除而没有任何问题。如果此行为对您的要求足够，请使用java.util.concurrent类。如果需要更多的一致性，则需要使用java.util中的同步类或自己进行同步。

- infiniteRefactor

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很好的答案。大多数情况下，绝对不需要进行“序列化”（通过synchronized等将并发调用转换为任意顺序的顺序调用）或“确定性序列化”，其中并发调用被转换为特定、可重现的顺序的顺序调用。这基本上就是为什么“线程安全”有完全不同的含义。 - Tadas S

Answer 3

根据您的定义，ConcurrentHashMap.keySet()返回的Set是线程安全的。但是，正如您所引用的内容所指出的那样，它可能会以非常奇怪的方式运作。

1. 作为一个Set，条目可能会随机出现或消失。即如果您在同一对象上两次调用contains，则两个结果可能不同。
2. 作为一个Iterable，您可以在两个不同的线程中开始其基础对象的两个迭代，并发现这两个迭代枚举了不同的条目。
3. 此外，contains和迭代也可能不匹配。

然而，如果您在拥有Set时锁定底层的Map以防止修改，则不会发生此活动，但这并不意味着该结构不是线程安全的。

- OldCurmudgeon

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所以我看到使用迭代器存在很多不一致性；那么为什么它被称为线程安全呢...？或者说，线程安全和数据一致性无关吗...？ - Kanagavelu Sugumar

@KanagaveluSugumar - 线程安全意味着通过多个线程访问它不会导致程序崩溃或出错。但是，如果你关心的话，它可能会给出一些不一致的结果 - 这是你自己需要防范的。开发人员可以选择在这个方法上维护一些逻辑（同步）来保持数据完整性，以便在多线程访问时进行维护。 - OldCurmudgeon

哦。。。？是吗。。？那么我的理解是正确的吗..？这个https://dev59.com/GG015IYBdhLWcg3w6QA0问题的最佳答案是错误的，是吗..？ - Kanagavelu Sugumar

在我看来，“线程安全”意味着，如果您在写入时没有使用synchronized，则该结构可能会受到破坏。这并不要求线程之间的一致性，如果您需要，则必须自行实现。- @KanagaveluSugumar - OldCurmudgeon