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Java中的map.computeIfAbsent方法使用详解

在日常的 Java 开发中,经常需要使用 Map 来存储一些键值对数据,其中 ConcurrentHashMap 是常用的线程安全 ConcurrentHashMap。但是,对于 ConcurrentHashMap 的线程安全来说,开发者还需要考虑 ConcurrentHashMap 中键值对数据的并发访问问题。在实际的开发过程中,经常需要对键值对进行检查和处理,这时需要使用到 Map 中的 computeIfAbsent 方法。

一、概述

Map 中的 computeIfAbsent 方法,可以用来获取指定 key 的 value 值。如果该 key 不存在,则使用 lambda 表达式计算一个新的 value 值并保存到 Map 中,然后返回该新的 value 值。当该 key 对应的 value 值不为 null 时,可以使用 BiFunction 参数进行新的计算或返回旧值。

二、用法说明

computeIfAbsent 方法的语法如下所示:

default V computeIfAbsent(K key, Function<? super K,? extends V> mappingFunction)

对于 ConcurrentHashMap 来说,computeIfAbsent 方法对于多个线程同时对一个 key 进行操作时,只会有一个线程对该 key 进行操作,其他线程会等待该线程处理完成后返回结果。另外,如果 mappingFunction 函数返回 null,则不会将 key 值和 null 的结果插入 Map 中。

computeIfAbsent 方法的具体使用如下所示:

Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.computeIfAbsent(key, k -> {
    // 计算并返回 value 值
});

三、示例

示例1:获取指定 key 对应的 value 值

下面是一个示例,演示如何获取指定 key 的 value 值(key 不存在时返回新的 value 值):

Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.computeIfAbsent("key1", k -> {
    System.out.println(k + " is not exist");
    return "value1";
});
System.out.println("value of key1 is " + map.get("key1"));

输出结果如下所示:

key1 is not exist
value of key1 is value1

在上述示例中,由于键值对 "key1" 不存在,lambda 表达式会创建一个新的 value 值并保存到 ConcurrentHashMap 中,然后返回该新的 value 值。输出结果中,第一行为执行 lambda 表达式创建新的 value 值;第二行为输出获取的 value 值。

示例2:对指定 key 对应的 value 值进行计算

下面是一个示例,演示如何对指定 key 对应的 value 值进行计算(key 不存在时创建新的 value 值):

Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.computeIfAbsent("key1", k -> 1);
map.computeIfAbsent("key1", k -> 2 + map.get(k));
System.out.println(map.get("key1"));

输出结果如下所示:

3

在上述示例中,由于键值对 "key1" 不存在,第一个 computeIfAbsent 方法会创建一个新的 value 值 1 并保存到 ConcurrentHashMap 中。第二个 computeIfAbsent 方法会对 key 对应的 value 值进行计算,根据 computeIfAbsent 方法的语法,第一个参数是 key,第二个参数是对于该 key 已经存在的 value 值做的新的计算或返回旧值的 BiFunction 函数,所以第二个 computeIfAbsent 方法的 lambda 表达式中访问了 "key1" 对应的旧值 1,并把旧值加上 2 返回了一个新的值 3,然后将计算得到的新值替换旧值保存到 ConcurrentHashMap 中。

示例3:处理 key 不存在时异常

下面是一个示例,演示如何处理 key 不存在时的异常:

Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
try {
    System.out.println(map.computeIfAbsent(null, k -> "value1"));
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

输出结果如下所示:

java.lang.NullPointerException
    at java.util.Objects.requireNonNull(Objects.java:203)
    at java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.computeIfAbsent(ConcurrentHashMap.java:1660)
    at cn.ljh.lockdemo.HashTableDemo.lambda$testComputeIfAbsentException$3(HashTableDemo.java:122)
    at java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.compute(ConcurrentHashMap.java:1003)
    at cn.ljh.lockdemo.HashTableDemo.testComputeIfAbsentException(HashTableDemo.java:120)

在上述示例中,由于 key 为 null,所以在执行 computeIfAbsent 方法时会抛出 NullPointerException 异常。如果需要处理这个异常,可以在代码中使用 try-catch 块捕获异常并进行处理。

四、总结

本文主要讲解了 Map 中的 computeIfAbsent 方法的使用方法和示例。在实际的 Java 开发中,开发者经常需要对键值对进行检查和处理,使用 computeIfAbsent 方法可以更加方便地对键值对进行操作,在多线程环境下保证了并发访问数据的正确性,使得开发更加高效。