java - 两个线程之间的资源同步访问

Question

我有两个线程和一个缓存。我们将线程 1 称为 Tb，它是后台线程(即具有较低优先级)，另一个线程称为 Tm(具有较高优先级的主线程)。有一个缓存由两个线程更新。您可以说线程 Tb 是 Tm 的助手，用于在可能的情况下抢占式填充缓存。

问题是，当 Tm 想要访问缓存时，它必须立即访问它，因为某些 UI 更新显示依赖于它。

由于缓存是为并发写入而共享的，因此我对缓存的访问进行了同步，如下所示:

Element checkAndUpdateCache(int elementPositionToBeChecked){

  Element toBeReturned;

  synchronized(lock){

    // Check if the element is already present in the cache
    if(!cache.hasElement(elementPositionToBeChecked)){

      // If not, retrieve a new one and fill the cache
      toBeReturned = retrieveNewElement(elementPositionToBeChecked);
      cache.put(elementPositionToBeChecked, toBeReturned );
    }
    else{
      toBeReturned = cache.getElement(elementPositionToBeChecked);
    }

  }

  return toBeReturned;

}

问题在于，由于后台线程在循环中调用此方法，因此它需要非常快速地持续访问缓存，并且几乎永远不会释放锁。目前，我在每个循环周期后调用 Thread.yield()，另外调用 Thread.sleep(10) 以提供对主线程的一些访问权限。

拥有不同的优先级并没有真正的帮助，在每个循环周期调用 Thread.yield() 也没有帮助。 Thread.sleep() 确实有所帮助，但我认为，我们都同意，这根本不是一个好的策略。毕竟，我们想要最大的 CPU 利用率，对吗？

是否有某种方法可以确保每当主线程需要访问缓存时，它都能在后台线程等待时轻松获取并稍后恢复操作？

编辑:实现细节

缓存是 Map<Integer, Album>对于 key 为 Integer 的情况.

public static Album getAlbum(Context context, int position, @NonNull Cursor cursor, @NonNull Map<Integer, Album> cache){

        // Do we have the Album in cache
        Album albumInfo = cache.get(position);

        if(albumInfo == null){

            cursor.moveToPosition(position);

            // Let's cache this Album
            albumInfo = Album.fromMediaStoreCursor(context, cursor);
            cache.put(position, albumInfo);
        }
EDIT 2
        return albumInfo;
    }

编辑2:正在限制的后台线程循环

// While we pre-emptively fetch the Albums to cache in the background :)
if (cursorImages != null) {

    for (int i = 0; i < cursorImages.getCount(); i++) {

        synchronized(SnapsboardApplication.getInstance()) {
            AlbumsListCursorAdapter.getAlbum(ListPhotoVideoAlbumsOnDeviceActivity.this,
                i, cursorImages, cache);
        }

        // Keep checking if we have been asked to cancel
        if (isCancelled()) {
            return null;
        }

        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Thread.yield();
    }
}

Answer 1

在不了解完整实现的情况下，很难给出真正好的建议，但我想到的一个可能的解决方案是将 map 的定义更改为 Map<Integer, Future<Album>>并使用 ExecuterService检索要添加到 map 的数据。这样，后台线程就不应该在方法内停留太久 retrieveNewElement(elementPositionToBeChecked) (我认为这是主线程阻塞的原因)并且即使检索尚未完成，主线程也已经得到结果。调用future.get(timeout, TimeUnit.SECONDS)将返回所需的值或将阻塞直到检索完成(或达到超时)。