ConcurrentHashMap.compute

`ConcurrentHashMap.compute()` 是 Java 中的一个方法，它属于 `java.util.concurrent.ConcurrentHashMap` 类，这是一个线程安全的哈希映射。`compute()` 方法主要用于原子地更新键值对，当需要基于现有键执行某种计算并替换原有值时非常有用。该方法的基本语法如下： ```java V compute(K key, BiFunction<? super K,? super V,? extends V> remappingFunction, Function<? super K,? extends V> mappingFunction) ``` 这里参数解释： - `key`: 要查找或更新的键。 - `remappingFunction`: 如果键存在，则提供一个新的值。这个函数会接收当前的键和值作为输入，并返回新的值。 - `mappingFunction`: 如果键不存在，此函数将用于创建新键值对。它接收键作为输入，并返回新的值。例如，如果你想根据旧的值生成一个新的值，可以这样做： ```java V newValue = map.compute(key, (oldValue, currentValue) -> oldValue * 2); ``` 如果 `key` 存在并且 `oldValue` 非空，`newValue` 将是 `oldValue * 2`；如果 `key` 不存在，`newValue` 将是 `mappingFunction` 的结果。

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### Java ConcurrentHashMap `compute` 方法使用说明在多线程环境中，`ConcurrentHashMap` 提供了多种原子操作来安全地更新映射中的条目。其中，`compute` 是一种非常有用的方法，它允许基于给定键的当前映射值计算新值。 #### 方法签名 ```java V compute(K key, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) ``` 该方法接受两个参数： - 键 (`key`)：要处理的键。 - 函数 (`remappingFunction`)：用于根据现有值计算新值的函数接口实现。当指定的键不存在时，传入的函数会接收到 `null` 作为旧值；否则将会接收对应的已有值。函数的结果会被存储到映射中替换掉原来的值，除非结果为 `null`，在这种情况下，原有的键值对将被移除。下面是一个简单的例子展示如何利用 `compute` 来增加计数器： ```java import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.function.BiFunction; public class Example { public static void main(String[] args) { // 初始化并发哈希图 ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); // 定义自定义重映射逻辑 BiFunction<String, Integer, Integer> incrementer = (k, v) -> ((v == null) || (v >= 10)) ? null : v + 1; // 使用 compute 更新特定键的值 String keyToIncrement = "counter"; System.out.println("Initial value: " + map.get(keyToIncrement)); for(int i=0;i<5;i++){ map.compute(keyToIncrement, incrementer); System.out.println("After incrementing "+(i+1)+" times: " + map.get(keyToIncrement)); } } } ``` 在这个例子中，每当调用 `map.compute()` 时都会执行一次由 `incrementer` 所表示的操作——即如果存在对应于 `"counter"` 的整数值则加一，但如果这个值达到或超过十次，则将其删除[^4]。

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### ConcurrentHashMap 的 `compute` 方法详解 #### 方法定义 `ConcurrentHashMap<K,V>` 提供了一个名为 `compute` 的方法，用于执行条件更新操作。该方法接受两个参数：键 (`K`) 和一个函数对象 `(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V>)`。它允许开发者通过自定义逻辑来计算新值并将其存储到映射中。此方法的核心特性在于其 **原子性**，即整个过程（获取旧值 -> 计算新值 -> 更新）在一个不可中断的操作中完成，因此无需显式加锁即可保证线程安全性[^2]。 --- #### 方法签名以下是 `compute` 方法的标准签名： ```java public V compute(K key, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) ``` - 参数说明： - `key`: 要处理的键。 - `remappingFunction`: 自定义的重映射函数，接收当前键及其对应的值作为输入，并返回新的值。 - 返回值：如果成功应用了重新映射，则返回新值；如果删除了条目或者未修改任何内容，则可能返回 `null`。 --- #### 工作原理当调用 `compute(key, function)` 时，会发生以下流程： 1. 获取指定键的现有值。 2. 将键和现有值传递给传入的 `function` 函数。 3. 执行由 `function` 定义的业务逻辑以生成新值。 4. 根据结果决定如何更新映射中的数据： - 若 `function` 返回非空值，则将该值关联至对应键； - 若 `function` 返回 `null`，则移除与此键相关联的项。由于这些步骤是在内部同步机制下完成的，所以即使有多个线程同时访问同一个键也不会引发竞态条件[^2]。 --- #### 使用场景 `compute` 方法非常适合那些需要基于已有值动态调整或扩展功能的应用场合。例如： 1. 条件更新某些字段值。 2. 实现计数器或其他累加型变量的安全增量运算。 3. 替代传统的双重检查锁定模式，在多线程环境下更加高效地管理共享资源状态变化。下面给出几个典型例子展示它的强大之处。 --- #### 示例代码 ##### 场景一：仅存在时才更新只有当某个特定键已经存在于表里才会对其数值做进一步加工处理。 ```java map.compute("existingKey", (k, v) -> { if(v != null){ return "updatedValue"; } return v; }); ``` ##### 场景二：无论是否存在都尝试设置默认初始值不管目标记录是否初次创建都可以统一设定基础属性值。 ```java map.compute("newOrExistingKey", (k,v)->{ long newValue = Optional.ofNullable(v).orElse(0L)+1; return newValue; }); ``` ##### 场景三：模拟简单缓存加载策略利用 `computeIfAbsent` 或者完整的 `compute` 结合外部服务查询填充缺失的数据片段。 ```java map.compute("cacheMissedKey",(k,v)-> expensiveLookupOperation(k)//假设这是一个耗时较长的任务比如数据库查找之类的动作 ); ``` 以上三种情况分别体现了不同层次上的灵活性以及适应范围广泛的特点[^2]。 --- ### 总结综上所述，`ConcurrentHashMap::compute` 是一种非常实用的方法，尤其适用于高并发环境下的复杂更新需求。相比于传统手动控制同步的方式，这种方法不仅简化了编码难度还提升了程序运行效率[^2]。 ---

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