java - 在 ConcurrentHashMap 中以原子方式 searchKeys() 和 put()

Question

我正在用 java 开发一个 web 服务器，除其他外，它应该在几个用户之间实现一个挑战服务。
每个用户一次只能参加一项挑战。
实际上，我将“挑战”对象存储在 ConcurrentHashMap<String, Challenge> 中我正在使用 String这是两个玩家用户名的联合作为映射的键。
例如，如果两个玩家的用户名是“Mickey”和“Goofy”，那么 Challenge 的键ConcurrentHashMap 中的对象将是字符串:
Mickey:Goofy
在 ConcurrentHashMap 中记录两个用户之间的新挑战时，我必须在实际将挑战放入 map 之前检查他们是否已经参与其他挑战，换句话说，我必须检查 map 中是否存储了包含玩家的两个用户名之一的 key 想要开始新的挑战。

例如，给定一个填充的 ConcurrentHashMap<String, Challenge>以及对用户 Mickey 的质询请求和 Goofy ，我想以原子方式知道并且不锁定整个 map ，他们中的一个(或最终两者)是否已经/正在参与 map 中的其他注册挑战，如果没有，则将新挑战放入 map 中。
我希望已经足够清楚了。

大家有什么建议吗？

提前致谢。

Answer 1

对于复合键，使用字符串连接是一个不好的选择。字符串连接是一项昂贵的操作，它不能保证唯一性，因为当其中一个字符串包含您选择的分隔符时，键会变得不明确。

当然，您可以在用户名中禁止该特定字符，但这增加了您必须检查的额外要求，而拥有两个引用的专用键对象更简单、更有效。您甚至可以使用两个元素 List<String>作为一种临时 key 类型，因为它具有有用的 hashCode和 equals实现。

但是由于您无论如何都想对复合键的两个部分执行查找，所以您首先不应该使用复合键。只需将两个用户名与相同的 Challenge 关联即可目的。这仍然不能在单个原子操作中完成，但它不需要:

final ConcurrentHashMap<String, Challenge> challenges = new ConcurrentHashMap<>();

Challenge startNewChallenge(String user1, String user2) {
    if(user1.equals(user2))
        throw new IllegalArgumentException("same user");

    Challenge c = new Challenge();

    if(challenges.putIfAbsent(user1, c) != null)
        throw new IllegalStateException(user1+" has an ongoing challenge");

    if(challenges.putIfAbsent(user2, c) != null) {
        challenges.remove(user1, c);
        throw new IllegalStateException(user2+" has an ongoing challenge");
    }

    return c;
}

此代码永远不会覆盖现有值。如果两者都是 putIfAbsent成功了，这两个用户肯定没有持续的挑战，现在都与同一个新挑战相关联。

当第一个 putIfAbsent成功但第二次失败，我们必须删除第一个关联。 remove(user1, c)只有当用户仍然与我们的新挑战相关联时才会将其删除。本地图上的所有操作都遵循永不覆盖现有条目的原则时(除非满足所有先决条件)，这不是必需的，简单的 remove(user1)也会这样做。但是在这里使用安全变体并没有什么坏处。

非原子性的唯一问题是，由于临时添加的第一个用户，涉及同一用户的两次重叠尝试都可能失败，而实际上其中一个可能成功。我不认为这是一个重大问题；用户根本不应该尝试同时加入两个挑战。