写缓存java,编写线程安全的Java缓存读写机制 （原创）
一種習(xí)以為常的緩存寫法：
IF value in cached THEN
return value from cache
ELSE
compute value
save value in cache
return value
END IF
看上去邏輯無比正確，但實際上會造成2種問題：
1、這種方法是不線程安全的。
2、產(chǎn)生數(shù)值寫入重復(fù)，造成錯誤的數(shù)據(jù)。
如下圖，在線程1執(zhí)行計算數(shù)值的過程中，線程2也進入數(shù)據(jù)檢查，將多次寫入數(shù)據(jù)，程序非常危險。
演示錯誤代碼：
//最容易產(chǎn)生的錯誤寫法，先讀取緩存，讀不到就寫緩存
public Long getNumber(final long index) {
if (cache.containsKey(index)) {
return cache.get(index);
}
final long value = getNumber(index - ) + getNumber(index - );
cache.put(index, value);
return value;
}
1、傳統(tǒng)的解決辦法，使用重入鎖 (getNumberByLock 方法)或者同步鎖(getNumberBySynchroniz 方法)。
代碼
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class NaiveCacheExample {
private final Map cache = new HashMap<>();
private Object o=new Object();
Lock lock =new ReentrantLock();
public NaiveCacheExample() {
cache.put(0L, 1L);
cache.put(1L, 1L);
}
//最容易產(chǎn)生的錯誤寫法，先讀取緩存，讀不到就寫緩存
public Long getNumber(final long index) {
if (cache.containsKey(index)) {
return cache.get(index);
}
final long value = getNumber(index - ) + getNumber(index - );
cache.put(index, value);
return value;
}
//使用折返鎖，使讀寫同步
public Long getNumberByLock(final long index) {
long value =;
try {
lock.lock();
if (cache.containsKey(index)) {
return cache.get(index);
}
value = getNumberByLock(index - ) + getNumberByLock(index - );
cache.put(index, value);
return value;
}
catch (Exception e)
{}
finally
{
lock.unlock();
}
return 0l;
}
//使用同步，使讀寫同步
public Long getNumberBySynchroniz(final long index) {
synchronized (o)
{
long value =;
try {
if (cache.containsKey(index)) {
return cache.get(index);
}
value = getNumberBySynchroniz(index - ) + getNumberBySynchroniz(index - );
cache.put(index, value);
return value;
}
catch (Exception e)
{}
finally
{
}
}
return 0l;
}
public static void main(final String[] args) {
NaiveCacheExample naiveCacheExample =new NaiveCacheExample();
Thread threadA =new Thread(new Runnable()
{
@Override
public void run() {
System.out.println(naiveCacheExample.getNumberBySynchroniz());
}
}
,"Thread-A");
threadA.start();
final Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(naiveCacheExample.getNumberBySynchroniz());
}
}, "Thread-B");
threadB.start();
}
}
2、一個更好的緩存算法可以用?Callable?和 Future?。 緩存的值將存儲在一個實例 ConcurrentMap 中 ，ConcurrentMap 是線程安全的。
代碼：
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class GenericCacheExample {
private final ConcurrentMap> cache = new ConcurrentHashMap<>();
private Future createFutureIfAbsent(final K key, final Callable callable) {
Future future = cache.get(key);
if (future == null) {
final FutureTask futureTask = new FutureTask(callable);
future = cache.putIfAbsent(key, futureTask);
if (future == null) {
future = futureTask;
futureTask.run();
}
}
return future;
}
public V getValue(final K key, final Callable callable) throws InterruptedException, ExecutionException {
try {
final Future future = createFutureIfAbsent(key, callable);
return future.get();
} catch (final InterruptedException e) {
cache.remove(key);
throw e;
} catch (final ExecutionException e) {
cache.remove(key);
throw e;
} catch (final RuntimeException e) {
cache.remove(key);
throw e;
}
}
public void setValueIfAbsent(final K key, final V value) {
createFutureIfAbsent(key, new Callable() {
@Override
public V call() throws Exception {
return value;
}
});
}
}
參考博客：
http://www.javacreed.com/how-to-cache-results-to-boost-performance/
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總結(jié)
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