java - 如何高效地读取多线程程序中的共享数据？

Question

我有一个后台线程正在更新我的类变量之一。我正在使用每 10 分钟运行一次的 ScheduledExecutorService 。下面是我的后台线程代码 -

我的下面的类所做的是，它将每 10 分钟运行一次并解析来自 URL 的数据并将其存储在变量中。

public class ScheduledCall {

    private final ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);

    public void startScheduleTask() {

        final ScheduledFuture<?> taskHandle = scheduler.scheduleAtFixedRate(
                new Runnable() {
                    public void run() {
                        try {
                            callServers();
                        } catch(Exception ex) {
                            ex.printStackTrace(); //or loggger would be better
                        }
                    }
                }, 0, 10, TimeUnit.MINUTES);
    }

    private void callServers() {
        String url = "url";
        RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
        String response = restTemplate.getForObject(url, String.class);
        parseResponse(response);

    }

    private void parseResponse(String response) {
        //...       
        ConcurrentHashMap<String, Map<Integer, String>> primaryTables = null;

        //...

        // store the data in ClientData variables which can be
        // used by other threads
        ClientData.setHostToNodesTable(primaryTables);   

    }
}

解析来自 URL 的数据后，它将使用其 setter 将结果存储在我的类 ClientData 的变量中。下面是我的 ClientData 类。

public class ClientData {

    private static ConcurrentMap<String, Map<Integer, String>> hostToNodesTable = null;

    // setters and getters here

}

现在有趣的部分来了。我有一个单独的多线程程序，它与上述后台线程代码在同一应用程序中运行。并且该多线程程序必须访问上述字段。我在下面的多线程程序中使用 Future 和 Callable 任务，该程序尝试从其 getter 访问 hostToNodesTable 值 -

public class ClientTask implements Callable<String> {

    private String userId = null;

    public ClientTask(String userId) {
    this.userId = userId;
    }

    @Override
    public String call() throws Exception {

    //.....

    String hostname = ClientData.getHostToNodesTable("some_string").get(some_number);

    //....

    }   
}

现在我知道这不是线程安全的，因为当后台线程更新 map 时，我的另一个线程正在尝试从中检索值，这可能是可能的。如何确保该线程安全？还有其他我应该知道的问题吗？

Answer 1

恕我直言，一个简单的解决方案是使用 AtomicReference。

private static final AtomicReference<Map<String, Map<Integer, String>>> hostToNodesTable 
       = new AtomicReference<>();

static Map<String, Map<Integer, String>> getTable() {
     return hostToNodesTable.get();
}


static void setTable(Map<String, Map<Integer, String>> map) {
     hostToNodesTable.set(map);
}

这样你的后台线程就永远不会改变表。它只是创建一个新的 HashMap，构建它，完成后替换整个内容。

对于读者来说，他们可以调用 getTable() 并根据需要使用 map ，但在再次调用 getTable() 之前不会看到任何更改。

由于您无论如何都要替换整个映射(无需删除条目)，因此这比使用 ConcurrentHashMap 效率更高。

<小时/>

正如 Holger 指出的，这只是包装了一个 volatile 引用，一个更简单的解决方案是仅使用这样一个 volatile 字段。如果这样做，您必须记住获取本地副本(将其分配给本地变量)，这样您多次引用它，它在使用时就不会改变。