如何对并发映射的值进行原子操作？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何对并发映射的值进行原子操作？

【英文标题】：How to make operations on the value of a concurrent map atomic?

【发布时间】：2022-01-10 03:39:29

【问题描述】：

假设我在一个类中有以下字段：

ConcurrentHashMap<SomeClass, Set<SomeOtherClass>> myMap = new ConcurrentHashMap<SomeClass, Set<SomeOtherClass>>();

这个类的一个实例在许多线程之间共享。

如果我想从与键关联的集合中添加或删除元素，我可以这样做：

Set<SomeOtherClass> setVal = myMap.get(someKeyValue);
setVal.add(new SomeOtherClass());

get 操作是原子的，因此是线程安全的。但是，不能保证在 get 和 add 指令之间，其他线程不会修改结构，从而干扰第一个线程的执行。

使整个操作原子化的最佳方法是什么？

这是我想出的，但我不认为它非常有效（或者无法充分利用 Java 的结构）：

我有一个 ReentrantLock 字段，所以我的班级看起来像这样：

class A 
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    ConcurrentHashMap<SomeClass, Set<SomeOtherClass>> myMap = new ConcurrentHashMap<SomeClass, Set<SomeOtherClass>>();

然后方法调用看起来像这样：

lock.lock();
Set<SomeOtherClass> setVal = myMap.get(someKeyValue);
synchronized(setVal) 
    lock.unlock();
    setVal.add(new SomeOtherClass());

我们的想法是，一旦我们确定没有其他人将访问我们试图修改的 Set，我们就会松开锁定。但是，我不认为这是对ConcurrentMap 的最佳利用，或者将锁、并发结构和synchronized 块都用于实现一个操作是很有意义的。

有没有更好的方法来解决这个问题？

【问题讨论】：

从Java 7开始，你不需要在构造函数中重复泛型，你可以简单地将你的hash map构造到new ConcurrentHashMap<>()

【参考方案1】：

ConcurrentHashMap 保证compute（或computeIfAbsent 或computeIfPresent）的整个方法调用是原子完成的。因此，例如，您可以执行以下操作：

myMap.compute(someKeyValue, (k, v) -> v.add(new SomeOtherClass()); return v;);

注意： 使用compute 类似于假设somKeyValue 存在于地图中的原始sn-p。不过，使用computeIfPresent 可能更安全。