В чем разница между ConcurrentHashMap и synchronizedMap в Java?

Что проверяют

Знаете ли вы, как устроена потокобезопасность в обоих вариантах, а не только лозунг «ConcurrentHashMap быстрее». Следом почти всегда спрашивают, как атомарно увеличить счётчик по ключу и почему в ConcurrentHashMap нельзя хранить null.

Как отвечать

• Collections.synchronizedMap: обёртка над любой Map, каждый метод захватывает один общий монитор. С картой одновременно работает ровно один поток, чтение тоже ждёт;
• ConcurrentHashMap: с Java 8 сегментов нет. Вставка в пустую корзину идёт через CAS, при коллизии блокируется только первый узел корзины, чтение обходится без блокировок. Длинная цепочка превращается в дерево;
• итерация: итератор обёртки берётся у исходной карты, у HashMap он fail-fast, поэтому обходить её нужно внутри synchronized (map) { ... }. Итератор ConcurrentHashMap слабо согласованный: исключение не бросает, но и снимком не является, изменения во время обхода может увидеть, а может и нет;
• составные операции: compute, merge, computeIfAbsent атомарны для ключа, счётчик пишется как map.merge(key, 1, Integer::sum). Связка get плюс put атомарной не станет ни в одной из карт;
• null: ConcurrentHashMap не принимает null ни в ключах, ни в значениях, иначе get не отличил бы отсутствие ключа от пустого значения. Обёртка над HashMap null пропускает;
• size(): под нагрузкой это оценка, для больших карт есть mappingCount().

Итог: обёртка годится, когда конкуренции почти нет или нужна блокировка всей карты сразу. Для кэшей и счётчиков под нагрузкой берут ConcurrentHashMap.

Где спотыкаются

Рассказывают про 16 сегментов и concurrencyLevel как про текущее устройство. Это Java 7, сейчас параметр влияет лишь на начальный размер таблицы.

Считают, что потокобезопасная карта делает безопасным и код вокруг неё. Проверка containsKey и следом put остаётся гонкой, нужен putIfAbsent или computeIfAbsent.

Внутри функции для computeIfAbsent меняют ту же карту. Контракт это запрещает, и можно получить IllegalStateException с текстом «Recursive update».