Java:如何原子地替换映射中的所有值？

Question

我在多线程环境中有一个有状态 bean，它将其状态保存在映射中。现在我需要一种方法来在一个原子操作中替换该映射的所有值。

public final class StatefulBean {

    private final Map<String, String> state = new ConcurrentSkipListMap<>();

    public StatefulBean() {
        //Initial state
        this.state.put("a", "a1");
        this.state.put("b", "b1");
        this.state.put("c", "c1");
    }

    public void updateState() {
        //Fake computation of new state
        final Map<String, String> newState = new HashMap<>();
        newState.put("b", "b1");
        newState.put("c", "c2");
        newState.put("d", "d1");

        atomicallyUpdateState(newState);
        /*Expected result
         *  a: removed
         *  b: unchanged
         *  C: replaced
         *  d: added*/
    }

    private void atomicallyUpdateState(final Map<String, String> newState) {
        //???
    }
}

目前，我使用 ConcurrentSkipListMap 作为 ConcurrentMap 的实现，但这不是必需的。

我认为解决此问题的唯一方法是使全局状态 volatile 并完全替换 map 或使用AtomicReferenceFieldUpdater。有更好的办法吗？

我的更新非常频繁，每秒一次或两次，但机会只有很少的值。此外，整个 map 将只包含少于 20 个值。

Answer 1

采用 CAS 和 AtomicReference 的方法将在每次批量更新时复制 map 内容。

AtomicReference<Map<String, String>> workingMapRef = new AtomicReference<>(new HashMap<>());

此映射可以是并发的，但对于“批量更新”，它是只读的。然后在 updateState 中循环 doUpdateState() 直到得到 true，这意味着您的值已更新。

void updateState() {
    while (!doUpdateState());
}

boolean doUpdateState() {
    Map<String, String> workingMap = workingMapRef.get();
    //copy map content
    Map<String, String> newState = new HashMap<>(workingMap); //you can make it concurrent

    newState.put("b", "b1");
    newState.put("c", "c2");
    newState.put("d", "d1");

    return workingMapRef.compareAndSet(workingMap, newState);
}