使用 ConcurrentHashMap 进行缓存答案

【问题标题】：Cache using ConcurrentHashMap使用 ConcurrentHashMap 进行缓存
【发布时间】：2015-01-10 23:08:31
【问题描述】：

我有以下代码：

public class Cache {

    private final Map map = new ConcurrentHashMap();

    public Object get(Object key) {

        Object value = map.get(key);
        if (value == null) {
            value = new SomeObject();
            map.put(key, value);
        }

        return value;
    }
}

我的问题是：映射的put 和get 方法是线程安全的，但是由于整个块不同步——多个线程可以添加相同的键两次吗？

【问题讨论】：

@Mureinik 的回答是一个更一般原则的具体示例：完全用线程安全组件构建系统不会使系统作为一个整体线程安全。

标签： java multithreading collections concurrency hashmap

【解决方案1】：

put 和 get 是线程安全的，因为从不同的线程调用它们不会破坏数据结构（例如，使用普通的 java.util.HashMap 是可能的）。

但是，由于块不同步，您可能仍然有多个线程添加相同的键：两个线程都可能通过null 检查，一个线程添加键并返回其值，然后第二个线程将覆盖该值并返回一个新值。

【讨论】：

【解决方案2】：

多个线程可以添加同一个键两次吗？

是的，他们可以。要解决此问题，您可以：

1) 使用putIfAbsent 方法而不是put。它可以创建非常快但不必要的 SomeObject 实例。

2) 使用双重检查锁定：

Object value = map.get(key);
if (value == null) {
    synchronized (map) {
        value = map.get(key);
        if (value == null) {
            value = new SomeObject();
            map.put(key, value);
        }
    }
}
return value;

锁的速度要慢得多，但只会创建必要的对象

【讨论】：

【解决方案3】：

您还可以将检查和 putIfAbsent 结合起来，例如：

Object value = map.get(key);
if (value == null) {
    map.putIfAbsent(key, new SomeObject());
}
return value;

从而将不必要的新对象减少到在检查和 putIfAbsent 之间的短时间内引入新条目的情况。

如果您感觉幸运并且读取的次数远远多于写入地图的次数，您还可以创建自己的写入时复制地图，类似于 CopyOnWriteArrayList。

【讨论】：

缓存未命中时返回null。

【解决方案4】：

从 Java 8 开始，您还可以通过以下方式防止添加重复键：

public class Cache {

    private final Map map = new ConcurrentHashMap();

    public Object get(Object key) {

        Object value = map.computeIfAbsent(key, (key) -> {
          return new SomeObject();
        });

        return value;
    }
}

API docs 状态：

如果指定的键尚未与值关联，则尝试使用给定的映射函数计算其值并输入进入这张地图，除非为空。 执行整个方法调用原子地，因此每个键最多应用一次该函数。一些其他线程在此地图上尝试的更新操作可能是在计算过程中被阻塞，所以计算应该是简短而简单，并且不得尝试更新任何其他映射这张地图。

【讨论】：