最近做的项目中遇到一个问题：明明用了ConcurrentHashMap，可是始终线程不安全
除去项目中的业务逻辑，简化后的代码如下：
public class Test40 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(test()); } } private static int test() throws InterruptedException { ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap (); ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 8; i++) { pool.execute(new MyTask(map)); } pool.shutdown(); pool.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS); return map.get(MyTask.KEY); } } class MyTask implements Runnable { public static final String KEY = "key"; private ConcurrentHashMap map; public MyTask(ConcurrentHashMap map) { this.map = map; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { this.addup(); } } private void addup() { if (!map.containsKey(KEY)) { map.put(KEY, 1); } else { map.put(KEY, map.get(KEY) + 1); } } } 测试代码跑了10次，每次都不是800。这就很让人疑惑了，难道ConcurrentHashMap的线程安全性失效了？
查了一些资料后发现，原来ConcurrentHashMap的线程安全指的是，它的每个方法单独调用（即原子操作）都是线程安全的，但是代码总体的互斥性并不受控制。以上面的代码为例，最后一行中的：
map.put(KEY, map.get(KEY) + 1);
实际上并不是原子操作，它包含了三步：
- map.get
- 加1
- map.put
其中第1和第3步，单独来说都是线程安全的，由ConcurrentHashMap保证。但是由于在上面的代码中，map本身是一个共享变量。当线程A执行map.get的时候，其它线程可能正在执行map.put，这样一来当线程A执行到map.put的时候，线程A的值就已经是脏数据了，然后脏数据覆盖了真值，导致线程不安全
简单地说，ConcurrentHashMap的get方法获取到的是此时的真值，但它并不保证当你调用put方法的时候，当时获取到的值仍然是真值
为了使上面的代码变得线程安全，我引入了synchronized关键字来修饰目标方法，如下：
public class Test40 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(test()); } } private static int test() throws InterruptedException { ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap (); ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 8; i++) { pool.execute(new MyTask(map)); } pool.shutdown(); pool.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS); return map.get(MyTask.KEY); } } class MyTask implements Runnable { public static final String KEY = "key"; private ConcurrentHashMap map; public MyTask(ConcurrentHashMap map) { this.map = map; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { this.addup(); } } private synchronized void addup() { // 用关键字synchronized修饰addup方法 if (!map.containsKey(KEY)) { map.put(KEY, 1); } else { map.put(KEY, map.get(KEY) + 1); } } } 运行之后仍然是线程不安全的，难道synchronized也失效了？
查阅了synchronized的资料后，原来，不管synchronized是用来修饰方法，还是修饰代码块，其本质都是锁定某一个对象。修饰方法时，锁上的是调用这个方法的对象，即this；修饰代码块时，锁上的是括号里的那个对象
在上面的代码中，很明显就是锁定的MyTask对象本身。但是由于在每一个线程中，MyTask对象都是独立的，这就导致实际上每个线程都对自己的MyTask进行锁定，而并不会干涉其它线程的MyTask对象。换言之，上锁压根没有意义
理解到这点之后，对上面的代码又做了一次修改：
public class Test40 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(test()); } } private static int test() throws InterruptedException { ConcurrentHashMap map = new ConcurrentHashMap (); ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 8; i++) { pool.execute(new MyTask(map)); } pool.shutdown(); pool.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS); return map.get(MyTask.KEY); } } class MyTask implements Runnable { public static final String KEY = "key"; private ConcurrentHashMap map; public MyTask(ConcurrentHashMap map) { this.map = map; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { synchronized (map) { // 对共享对象map上锁 this.addup(); } } } private void addup() { if (!map.containsKey(KEY)) { map.put(KEY, 1); } else { map.put(KEY, map.get(KEY) + 1); } } }
此时在调用addup时直接锁定map，由于map是被所有线程共享的，因而达到了让所有线程互斥的目的，线程安全达成。
修改后，ConcurrentHashMap的作用就不大了，可以直接将代码中的map换成普通的HashMap，以减少由ConcurrentHashMap带来的锁开销
最后特别补充的是，synchronized关键字判断对象是否是它属于锁定的对象，本质上是通过 == 运算符来判断的。换句话说，上面的代码中，可以采用任何一个常量，或者每个线程都共享的变量，或者MyTask类的静态变量，来代替map。只要该变量与synchronized锁定的目标变量相同（==），就可以使synchronized生效
综上，代码最终可以修改为：
public class Test40 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(test()); } } private static int test() throws InterruptedException { Map map = new HashMap (); ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 8; i++) { pool.execute(new MyTask(map)); } pool.shutdown(); pool.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS); return map.get(MyTask.KEY); } } class MyTask implements Runnable { public static Object lock = new Object(); public static final String KEY = "key"; private Map map; public MyTask(Map map) { this.map = map; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { synchronized (lock) { this.addup(); } } } private void addup() { if (!map.containsKey(KEY)) { map.put(KEY, 1); } else { map.put(KEY, map.get(KEY) + 1); } } }