面试题：Java自定义类型作Hashtable key在多线程环境下的深度剖析

潜在风险

哈希码不一致：如果自定义类型的 GetHashCode 方法实现不当，在多线程环境下可能导致不同线程获取到不同的哈希码。这会使得 Hashtable 无法正确定位存储位置，导致数据丢失或访问错误。例如，若 GetHashCode 方法依赖于可变字段，在对象状态变化后哈希码改变，Hashtable 可能无法找到原本存储的键值对。
相等性判断不一致：Equals 方法实现不合理，在多线程情况下可能出现对象在一个线程中被判定为相等，在另一个线程中却不相等的情况。这会破坏 Hashtable 的键唯一性原则，造成数据覆盖等问题。比如，Equals 方法未正确处理对象状态变化，或者在比较过程中涉及未同步的共享资源。

规避方法

自定义类型设计

哈希码稳定性：确保 GetHashCode 方法的实现基于对象的不可变字段。如果对象有可变部分，在设计时应考虑通过缓存哈希码的方式，保证在对象生命周期内哈希码不变。例如，将不可变字段组合起来计算哈希码，并在对象创建时计算并缓存。

public class MyKey
{
    private readonly int _id;
    private readonly string _name;
    private int _cachedHashCode;

    public MyKey(int id, string name)
    {
        _id = id;
        _name = name;
        _cachedHashCode = CalculateHashCode();
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return _cachedHashCode;
    }

    private int CalculateHashCode()
    {
        unchecked
        {
            int hash = 17;
            hash = hash * 23 + _id.GetHashCode();
            hash = hash * 23 + _name.GetHashCode();
            return hash;
        }
    }
}

线程安全的相等性判断：在 Equals 方法中，确保比较逻辑不依赖于未同步的共享资源。如果涉及对象状态比较，要保证状态的一致性。可以通过同步机制（如 lock 关键字）来确保比较过程中的线程安全性。

public override bool Equals(object obj)
{
    if (obj == null || GetType() != obj.GetType())
    {
        return false;
    }
    MyKey other = (MyKey)obj;
    lock (this)
    {
        return _id == other._id && _name == other._name;
    }
}

Hashtable使用方式

同步访问：使用 Hashtable 时，对其所有操作（如添加、删除、查询）进行同步。可以使用 lock 关键字或者更高级的同步机制（如 Monitor、Semaphore 等）来确保在同一时间只有一个线程能够访问 Hashtable。

private static readonly object _lockObject = new object();
private static Hashtable _myHashtable = new Hashtable();

public static void AddToHashtable(MyKey key, object value)
{
    lock (_lockObject)
    {
        _myHashtable.Add(key, value);
    }
}

使用线程安全的集合：考虑使用.NET 提供的线程安全集合，如 ConcurrentDictionary。ConcurrentDictionary 内部实现了更细粒度的锁机制，能够在多线程环境下提供更好的性能和线程安全性，并且不需要手动同步。

private static ConcurrentDictionary<MyKey, object> _concurrentDictionary = new ConcurrentDictionary<MyKey, object>();

public static void AddToConcurrentDictionary(MyKey key, object value)
{
    _concurrentDictionary.TryAdd(key, value);
}

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规避方法

自定义类型设计

Hashtable使用方式