我的Java缓存是线程安全且高效吗?

时间:2012-05-25 12:31:40

标签: java multithreading performance thread-safety guava

我实现了一个小助手类,它提供了enum的valueOf方法的简单故障安全实现。这意味着如果找不到值,它将返回null而不是异常。

以下是代码:

import com.google.common.collect.ImmutableMap;
import com.google.common.collect.Maps;

import java.io.Serializable;
import java.util.EnumSet;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * <p>
 * This permits to easily implement a failsafe implementation of the enums's valueOf method
 * </p>
 *
 * <p>
 * Basic usage exemple on an enum class called MyEnum:
 * FailSafeValueOf.get(MyEnum.class).valueOf("EnumName");
 * </p>
 *
 * @author Sebastien Lorber <i>(lorber.sebastien@gmail.com)</i>
 */
public class FailSafeValueOf<T extends Enum<T>> implements Serializable {

    /**
     * This will cache a FailSafeValueOf for each enum so that we do not need to recompute a map each time
     */
    private static final Map< Class<? extends Enum<?>> , FailSafeValueOf<? extends Enum<?>> >  CACHE = Maps.newHashMap();


    private final Map<String,T> nameToEnumMap;
    private FailSafeValueOf(Class<T> enumClass) {
        Map<String,T> map = Maps.newHashMap();
        for ( T value : EnumSet.allOf(enumClass)) {
            map.put( value.name() , value);
        }
        this.nameToEnumMap = ImmutableMap.copyOf(map);
    }

    /**
     * Returns the value of the given enum element
     * If the element is not found, null will be returned, and no exception will be thrown
     * @param enumName
     * @return
     */
    public T valueOf(String enumName) {
        return nameToEnumMap.get(enumName);
    }


    /**
     * Get a failsafe value of implementation for a given enum
     * @param enumClass
     * @param <U>
     * @return
     */
    public static <U extends Enum<U>> FailSafeValueOf<U> get(Class<U> enumClass) {
        FailSafeValueOf<U> fsvo = (FailSafeValueOf<U>)CACHE.get(enumClass);
        if ( fsvo == null ) {
            synchronized (FailSafeValueOf.class) {
                fsvo = (FailSafeValueOf<U>)CACHE.get(enumClass);
                if ( fsvo == null ) {
                    fsvo = new FailSafeValueOf<U>(enumClass);
                    CACHE.put(enumClass,fsvo);
                }
            }
        }
        return fsvo;
    }

}

因为我不希望在每次访问时创建一个新的FailSafeValueOf(小)开销,所以我已经为每个已经访问已经构建的FailSafeValueOf实例的枚举创建了一个缓存。

我不习惯处理并发问题。在这种情况下,并发访问可能不是一个大问题,因为FailSafeValueOf是不可变的,并且getSafeValueOf的两个不同实例可以由get方法为同一个枚举返回。 但是我想知道我的线程安全实现是否可行,以及它是否真的是线程安全的? (主要用于学习目的)

我不想让我的方法同步,因为一段时间后,所有FailSafeValueOf都在缓存中创建,并且不需要禁止并发线程进入get方法。

所以我做的是首先检查是否存在缓存未命中,然后创建一个原子的同步块:再次检查缓存并最终创建实例。 它是线程安全的,也是满足这种需求的方法吗?

顺便说一下,枚举通常只有少量的值。在这种情况下,HashMap是一个合适的结构吗?是否更快地迭代EnumSet并获得适当的值,而不是使用缓存?


修改

请注意我的课程不是很有用,因为Guava团队已经发布了一个方法Enums.getIfPresent(),该方法返回一个Optional

3 个答案:

答案 0 :(得分:2)

您的类不是线程安全的,因为您没有围绕CACHE.get()方法进行同步。这假定Maps.newHashMap()返回HashMap而不是ConcurrentHashMap类。您可以在此代码段中看到这一点:

    // you need to move your synchronized block out to here
    FailSafeValueOf<U> fsvo = (FailSafeValueOf<U>)CACHE.get(enumClass);
    if ( fsvo == null ) {
        synchronized (FailSafeValueOf.class) {
           ...
           CACHE.put(enumClass,fsvo);
        }
    }

如果频繁调用该方法,则需要在synchronized周围移动CACHE.get(...)或切换为使用ConcurrentHashMap。问题是当前线程正在读取时,HashMap将由另一个线程更新 - 由于竞争条件,这很容易导致问题。

虽然略有不同,但您还应该查看类"Double Check Locking"文档,以了解更多关于尝试从同步中保存自己的困难。

最后,我会同步CACHE对象而不是不建议的类,除非你真的需要具有锁粒度。

答案 1 :(得分:2)

这是有问题的:

synchronized (FailSafeValueOf.class)

您应该只对私有成员进行同步。类对象是公共可访问的,其他代码也可能选择锁定它,从而导致潜在的死锁。

此外,允许并发获取的正确解决方案是读写器锁定,而不是跳过锁定。如果您当前的代码在写作时读取,您可能会受到各种各样的悲伤。

答案 2 :(得分:2)

我用

private static final Cache<Class<?>, FailSafeValueOf<?>> CACHE
    = CacheBuilder.newBuilder().build(
        new CacheLoader<Class<?>, FailSafeValueOf<?>>() {
            @Override
            public FailSafeValueOf<?> load(Class<?> key) throws Exception {
                return new FailSafeValueOf(key);
            }
    });

为您提供最少的工作flexibility。此外,您可以非常确定它是否正常且快速。