我的 Java 缓存线程安全且性能高吗?



>我实现了一个小的辅助类,它提供了枚举 valueOf 方法的简单故障安全实现。这意味着如果找不到该值,它将返回 null 而不是异常。

代码如下:

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新的 FailSafeValueOf 的(少量)开销,所以我制作了一个缓存,为每个已经访问的枚举保留一个已经构建的 FailSafeValueOf 实例。

我不习惯处理并发。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 get 方法可以为同一枚举返回 2 个不同的 FailSafeValueOf 实例。但是我想知道我的线程安全实现是否是可行的方法,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。

所以我所做的是首先检查是否存在缓存未命中,然后创建一个原子同步块: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,枚举通常具有少量值。在这种情况下,HashMap是一个合适的结构吗?遍历 EnumSet 并获取适当的值是否比使用缓存更快?


编辑:

请注意,我的类不是那么有用,因为 Guava 团队已经释放了一个方法 Enums.getIfPresent() 它返回一个 Optional

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。 您可以在以下代码片段中看到这一点:

    // 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);
        }
    }

您需要在CACHE.get(...)周围移动synchronized,或者切换到使用ConcurrentHashMap(如果该方法经常被调用)。 问题在于,当当前线程从中读取HashMap时,该将由另一个线程更新 - 由于竞争条件,这很容易引起问题。

尽管略有不同,但您还应该查看"双重检查锁定"类文档,以了解有关尝试将自己从此类同步中拯救出来的困难。

最后,我会在CACHE对象上同步,而不是不推荐的类,除非您确实需要该锁定粒度。

这是有问题的:

synchronized (FailSafeValueOf.class)

应仅在私有成员上同步。 类对象可公开访问,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取器-写入器锁,而不是跳过锁。 如果你当前的代码在写作时读取,你可能会得到各种各样的悲伤。

我会使用

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);
            }
    });

这为您提供了最大的灵活性,而工作最少。此外,您可以非常确定它正确且快速地工作。

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