高效的并发树

Question

我正在寻找一种实现并发树结构的有效方法。如果这有帮助，假设我有更多的读取访问权限而不是结构更改。

树应该支持这些操作：

• 添加和删除节点
• 每次插入新节点时对分支进行排序
• 遍历所有节点（没有ConcurrentModificationException）
• 按路径查找元素

Answer 1

在Google代码上查看：Concurrent-Trees，了解如何在不锁定的情况下修改树状结构。

该项目为Java提供Concurrent Radix和Suffix树。它们支持并发读写，读取是无锁的。它的工作原理是通过原子方式将补丁应用于树。虽然这些类型的树可能不是您想要的，但TreeDesign中描述的使用“修补”的方法对于任何类型的树状结构都很有用。

这些树用于高并发读取 - 主要是用例，其中（比方说）后台线程可能正在插入或删除树中的条目，而许多前台线程将继续不受阻止地进行修改。

Answer 2

最接近您可能需要的Java结构是ConcurrentSkipListSet（或者ConcurrentSkipListMap）。

---

如果需要更自定义的方法，如果您具有分层读写锁，则可以实现自定义树结构。 这是一个关于如何实现可重入读写锁的类似问题： https://stackoverflow.com/a/6154873/272388

Answer 3

您可以在结构中使用读写器锁，以多个线程可以执行的方式读取，但一次只能有一个线程可以修改它。 如果某个线程尝试修改结构，则在所有读取器完成读取之前无法执行此操作。 如果一个线程想要读取它，只有当一个编写器还没有工作，或者它正在进行一些修改。 也许看看这可能会有所帮助：

http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/util/concurrent/locks/ReentrantReadWriteLock.html

Answer 4

具有读/写锁定的基本思想

对于所有写入方法，请使用以下习语：

someWriteMethod(){
  writeLock.lock();
  // logic
  writeLock.unlock();
}

对于所有读取方法，请使用类似的代码：

someReadMethod(){
  readLock.lock();
  // logic
  readLock.unlock();
}

• 如果至少有一个方法执行写操作，则没有人可以获得读或写锁。
• 如果至少有一个方法执行读取，则任意数量的线程都可以获得readlock。
• 如果至少有一个方法执行读取，则没有人可以获得写锁定。

注意，如果您的代码（替换上面的逻辑注释）可以抛出异常，请确保在退出最终部分中的方法之前释放锁。