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【并发编程系列】putIfAbsent和getOrDefault用法

news 2025/7/9 8:02:06

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博客目录

- 一.putIfAbsent
- - 1.基本介绍
  - 2.putIfAbsent 方法
  - 3.putIfAbsent 的并发安全性
- 二.getOrDefault
- - 1.getOrDefault 方法
  - 2.示例代码
  - 3.使用场景

一.putIfAbsent

1.基本介绍

在 Java 中，putIfAbsent 和 getOrDefault 是用于 Map 接口的两个不同的方法，下面分别解释 putIfAbsent 和 getOrDefault 的用法。

2.putIfAbsent 方法

putIfAbsent 方法用于向映射中添加键值对，但仅在指定的键尚不存在时才添加。如果指定的键已经存在，则不会执行添加操作。该方法常用于确保在并发环境中不会重复添加相同的键值对。以下是示例代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class PutIfAbsentExample {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map.put("key1", 10);map.putIfAbsent("key1", 20); // 不会覆盖现有键值对map.putIfAbsent("key2", 30);System.out.println(map); // 输出: {key1=10, key2=30}}
}

3.putIfAbsent 的并发安全性

putIfAbsent 方法在 Java 中通常用于并发环境中的 ConcurrentMap 实现，例如 ConcurrentHashMap。这个方法的设计是为了在多线程环境下安全地执行添加操作，确保在同一时间只有一个线程能够成功地将键值对添加到映射中。

在 ConcurrentHashMap 中，putIfAbsent 方法使用了一种称为 “compare-and-swap”（CAS）的机制来确保原子性。CAS 是一种多线程同步的技术，它比传统的锁定机制更轻量级。

在 putIfAbsent 方法中，首先会尝试用给定的键检索值，然后只有在该键不存在时才尝试添加。整个过程是原子性的，因此在并发情况下，多个线程可以同时调用 putIfAbsent 方法，但只有一个线程最终会成功地将键值对添加到映射中。

以下是一个简单的示例，演示了在并发情况下使用 ConcurrentHashMap 中的 putIfAbsent 方法：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;public class ConcurrentExample {public static void main(String[] args) {ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();// 线程1尝试添加键值对new Thread(() -> {Integer value = concurrentMap.putIfAbsent("key", 1);System.out.println("Thread 1 - Added: " + value);}).start();// 线程2尝试添加相同的键值对new Thread(() -> {Integer value = concurrentMap.putIfAbsent("key", 2);System.out.println("Thread 2 - Added: " + value);}).start();}
}

在这个例子中，只有一个线程最终会成功地将键值对添加到映射中，而另一个线程会得到 putIfAbsent 方法返回的已存在的值。

putIfAbsent 方法在 ConcurrentMap 中提供了一种并发安全的方式来添加元素，适用于多线程环境。

二.getOrDefault

1.getOrDefault 方法

getOrDefault 方法用于获取指定键的值，如果该键不存在，则返回一个默认值。这个方法对于避免检查键是否存在并处理默认值很有用。

2.示例代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class GetOrDefaultExample {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map.put("key1", 10);map.put("key2", 20);int value1 = map.getOrDefault("key1", 0); // 存在的键，返回对应的值int value3 = map.getOrDefault("key3", 0); // 不存在的键，返回默认值 0System.out.println(value1); // 输出: 10System.out.println(value3); // 输出: 0}
}

3.使用场景

getOrDefault 方法在 Java 中的 Map 接口中定义，它用于获取指定键对应的值，如果键不存在，则返回一个默认值。这个方法在许多场景下都非常有用，特别是在处理默认值或避免空指针异常的情况下。以下是一些常用的地方：

避免空指针异常： 当你使用传统的 get 方法获取值时，如果键不存在，返回的是 null。使用 getOrDefault 可以避免因为空值而引发空指针异常。
```
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
Integer value = map.getOrDefault("key", 0); // 如果键不存在，返回默认值 0
```

处理默认值： 当你需要获取一个值，如果键不存在则使用一个默认值，而不是 null。

Map<String, String> config = getConfig(); // 从某处获取配置信息的映射
String username = config.getOrDefault("username", "guest"); // 如果键不存在，返回默认用户名 "guest"

统计元素出现的次数： 在统计元素出现次数时，可以使用 getOrDefault 来为不存在的元素提供一个默认的计数值。

Map<String, Integer> wordCount = new HashMap<>();
String word = "apple";// 统计单词出现次数
wordCount.put(word, wordCount.getOrDefault(word, 0) + 1);

初始化映射： 在初始化映射时，可以使用 getOrDefault 设置默认值。

Map<String, List<String>> userRoles = new HashMap<>();// 初始化用户角色列表
userRoles.put("admin", userRoles.getOrDefault("admin", new ArrayList<>()));

getOrDefault 是一个很方便的方法，可以简化代码，提高可读性，并且在处理映射中的键值对时提供了灵活性。

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