Java集合框架中的ConcurrentSkipListMap与应用

ConcurrentSkipListMap 是线程安全的有序 Map，基于跳表实现 log(n) 并发读写并保持键序，但迭代器弱一致、不允 null 键、内存开销高，适用于高并发+范围查询场景。

ConcurrentSkipListMap 是线程安全的有序 Map，但不是万能替代品

它底层基于跳表（skip list），支持 log(n) 时间复杂度的并发读写，且天然保持键的自然顺序或自定义顺序。但它不保证强一致性——比如迭代器是弱一致的（weakly consistent），不会抛 ConcurrentModificationException，但可能看不到最新写入、也可能看到重复元素。如果你需要实时精确的快照视图，别用它遍历；真要全量读，考虑先 toArray() 或转成不可变副本。

构造时必须注意 Comparator 的线程安全性与 null 处理

ConcurrentSkipListMap 允许传入 Comparator，但该比较器本身不能在内部修改共享状态，否则会引发不可预测行为。更关键的是：它**不允许键为 null**，无论是否自定义 Comparator，一旦插入 null 键，立刻抛 NullPointerException。常见踩坑点是把未判空的 DTO 字段直接当 key 用：

Map map = new ConcurrentSkipListMap<>();
map.put(user.getName(), user.getScore()); // user.getName() == null → NPE

建议在 put 前统一校验，或封装一层防御性 wrapper。

和 ConcurrentHashMap + 排序逻辑相比，何时选它？

它适合「高并发 + 需要范围查询 + 顺序敏感」的场景，比如实时排行榜按分数查 topN、时间窗口内统计（key 是 Instant）、分布式任务调度中的优先队列模拟。但若只是简单计数、高频单 key 更新、或顺序无关，ConcurrentHashMap 加上外部排序更轻量。注意：ConcurrentSkipListMap 的内存开销比 ConcurrentHashMap 高约 2–3 倍，因为每层索引都要存额外指针。

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• 要 subMap(fromKey, toKey)、headMap(toKey)、tailMap(fromKey) → 选它
• 只做 get(key) / put(key, value)，且 key 无序 → 用 ConcurrentHashMap
• 需要严格 FIFO 或 LRU 行为 → 它不支持，得换 ConcurrentLinkedQueue 或自己加锁维护

迭代器不阻塞，但结果未必反映“某一时刻”的状态

它的 entrySet().iterator() 是弱一致的：不阻塞写操作，也不保证看到所有已提交变更。例如，在遍历时另一个线程连续 put 两个新 entry，你可能只看到其中一个，或都看不到，甚至看到旧值。这不是 bug，是设计取舍。如果业务逻辑依赖“遍历时看到全部当前数据”，必须加同步或改用其他方案，比如定期生成快照：

ConcurrentSkipListMap logMap = new ConcurrentSkipListMap<>();
// 危险：下面的 for 循环结果不稳定
for (Map.Entry e : logMap.entrySet()) {
    process(e);
}
// 安全：先复制再处理（注意内存与一致性权衡）
List> snapshot = new ArrayList<>(logMap.entrySet());

跳表结构决定了它没法像 B+ 树那样提供可串行化的遍历语义——这点容易被忽略，尤其在审计、对账类需求里。