数据行级别的并发

Question

我有一个 HashMap 并希望单独同步每一行/条目以最大化并发性，因此通过这种方式，许多线程可以同时访问 HashMap 但不能有两个线程一个或多个线程可以同时访问同一行/条目。

我在代码中执行了以下操作，但我不确定它是否正确：

/* Lock/synchronize the data to this key, (skey is a key of type String) */
synchronized (aHashMap.get(skey)) {

    /* write the data (data is Integer) */
    aHashMap.put(skey, data);

}

Answer 1

适当的解决方案很大程度上取决于您的具体问题。如果所有线程都可以更新映射中的任何条目，那么首先要尝试的是 ConcurrentHashMap：

在这种情况下，您描述的操作将替换为：

data = ... compute ...
aHashMap.replace(skey, data);

使用 ConcurrentHashMap 解决了数据竞争，但仍然存在一个问题。如果另一个线程同时更新相同的密钥，则其中一项计算将会丢失。如果您对此感到满意，那就太好了。否则，您可以：

do {
  oldData = aHashMap.get(skey);
  data = ... compute (maybe based on oldData) ... 
  boolean success = aHashMap.replace(skey, oldData, data);
} while(!success);

在这种情况下，仅当数据未更改时替换才会成功（并且替换是原子的）。如果失败，您可以将所有内容放入 do while 循环中重试，也许基于更新的值。

另外，请注意地图获取和替换之间不要产生任何副作用。该计算应该只创建一个全新的“数据”对象。如果您更新“oldData”对象或其他一些共享数据，您将得到意想不到的结果。

如果确实有副作用，一种方法是像这样创建键级锁：

synchronized(skey) {
  data = ... compute ... 
  aHashMap.replace(skey, data);
}

即使在这种情况下，仍然需要 ConcurrentHashMap。此外，这不会阻止其他一些代码更新地图中的该键。所有更新密钥的代码都需要锁定它。

另外，如果您更新“...compute...”中的oldData并且值在地图中不唯一，则这将不是线程安全的。如果您确实想在那里更新 oldData，请用另一个同步覆盖它。

如果这确实有效并且您对表演感到满意，那就别再犹豫了。

如果线程只更新值，而不更改键，那么您可以尝试将对转换为对象并使用与 Map 不同的东西。例如，您可以将对象集拆分为多个集合，然后将它们提供给线程。或者也许使用 ParallelArray。但我可能在这里离题了......:)

Answer 2

您确实应该使用 ConcurrentHashMap< /a> 类可用。

您的解决方案有缺陷：一旦另一个线程将一个项目放入映射中，导致哈希映射扩展，您可能会丢失更新。此外，它显然取决于哈希图的所有用户是否遵守锁定，如果有人使用该对象锁定其他内容，您将遇到一大堆问题。

Answer 3

您所采用的方法的问题在于您正在替换 lcok 对象。这意味着尝试执行更新的每个线程都可能锁定不同的对象，这会产生什么都不做的效果。

我会像其他人建议的那样使用 ConcurrentHashMap 。您的操作会替换该值，因此将其锁定，否则任何其他对象都不会在此处添加任何值。

ConcurrentMap<Integer, Value> map = new ConcurrentMap<Integer, Value>();

// thread safe write of the data. No locks required.
map.put(skey, data);

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编辑：

如果您有 get() 并且您想更新可变值，则可以。

Value value = map.get(skey);
synchronized(value) {
    value.changeValue();
}

在这种情况下，无需替换相同的值。值需要它自己的同步或锁，因为它不是线程安全的。

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如果你想“更新”一个不可变的值，你必须使用循环来继续尝试更新。这是假设这样做没有副作用。

while(true) {
   Value value = map.get(skey);
   Value value2 = compute(value);
   if(map.replace(skey, value, value2)) break;
}

该循环将不断迭代，直到成功替换预期替换的值。考虑到您将拥有比核心 (4-24) 更多的键（数百到数百万），此循环很少会循环多次，但在必要时会重试。