Java中单行代码的线程安全性及数据结构相关问题

问题1：单行只读操作（如调用size()）是否需要同步？单行读写操作并发执行是否安全？ #

• 针对普通非线程安全的数据结构（比如HashMap、ArrayList），单行只读操作必须同步。没有同步机制的话，线程间内存可见性无法保障——其他线程修改数据后，当前线程可能读取到工作内存中的旧缓存值，导致结果失真。
• 单行读写并发执行绝对不安全。非线程安全容器的单个方法本身没有原子性保障，并发时会触发竞态条件。比如HashMap的put与get同时执行，可能破坏内部哈希表结构（如链表成环），或者读取到半修改状态的无效数据。

问题2：仅使用单行操作时，使用ConcurrentHashMap等线程安全数据结构是否足够？多步操作时仍需同步的判断是否正确？ #

• 仅用单行操作时，ConcurrentHashMap这类线程安全容器完全够用。它的单个方法（比如put、get、size）都做了原子性、可见性设计，能保证单个操作的线程安全，无需额外加同步。
• 多步操作时必须额外同步的判断完全正确。比如“先检查键是否存在，再更新对应值”这类组合逻辑，哪怕每个步骤都是线程安全的单行操作，组合起来也不具备原子性——两个线程可能同时完成“检查存在”的步骤，接着都执行更新，导致逻辑错误。这种场景下必须用synchronized代码块或ReentrantLock把整个多步操作包裹成原子单元。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gabriele Passoni