В чем разница между Collections.synchronizedMap и ConcurrentHashMap?

Обе реализации предоставляют потокобезопасный Map, но с принципиально разной архитектурой, что влияет на производительность и поведение.

Collections.synchronizedMap(Map<K,V> m)

• Обертка (Wrapper): Статический метод, который возвращает синхронизированную обертку над переданной обычной Map (например, HashMap).
• Глобальная блокировка: Для обеспечения потокобезопасности весь доступ к карте синхронизируется по одному объекту-монитору (по самой обертке). Это означает, что при любой операции (get, put, containsKey) блокируется вся карта, даже если потоки работают с разными ключами.
• Итераторы: Требуют явной внешней синхронизации на самой карте во время итерации, иначе могут выбросить ConcurrentModificationException.
• Null: Разрешает null для ключей и значений (если их разрешает базовая карта).

Map<String, String> syncMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

// Безопасный доступ к отдельным операциям
String value = syncMap.get("key"); // Внутри synchronized
syncMap.put("key", "value"); // Внутри synchronized

// Итерация ТРЕБУЕТ ручной синхронизации
synchronized (syncMap) {
    for (Map.Entry<String, String> entry : syncMap.entrySet()) {
        // работа с entry
    }
}

ConcurrentHashMap

• Специализированная реализация: Построена с нуля для высокой параллельности.
• Сегментированная блокировка (в Java 7) / Блокировки на уровне ячеек (Java 8+): Вместо одной блокировки на всю карту используются множество. В Java 8+ операции на разных ячейках (bucket) часто выполняются без блокировок, используя compare-and-swap (CAS).
• Слабо-согласованные итераторы (weakly-consistent): Итератор отражает состояние карты на момент его создания или обхода, но никогда не бросает ConcurrentModificationException, даже если карта изменяется во время итерации. Он может показать, а может и не показать последние изменения.
• Null: Запрещает null для ключей и значений (чтобы избежать двусмысленности в многопоточном контексте).
• Специальные атомарные операции: Предоставляет методы putIfAbsent(), compute(), merge() и др., которые выполняются атомарно.

ConcurrentHashMap<String, String> concMap = new ConcurrentHashMap<>();

// Высокопроизводительный параллельный доступ
String value = concMap.get("key"); // Часто без блокировок
concMap.put("key", "value"); // Блокировка только на нужном сегменте/ячейке

// Безопасная итерация без внешней синхронизации
for (Map.Entry<String, String> entry : concMap.entrySet()) {
    // concMap может изменяться другим потоком - исключения не будет
}

// Атомарная операция
concMap.compute("key", (k, v) -> (v == null) ? "new" : v + "_updated");

Сравнительная таблица

Рекомендация: В современных многопоточных приложениях всегда предпочитайте ConcurrentHashMap. synchronizedMap следует использовать только для простых случаев с низкой конкуренцией или для обеспечения обратной совместимости с устаревшим кодом.