設計高效的執行緒安全的快取 JCIP5 6讀書筆記

2021-09-01 04:55:56 字數 2046 閱讀 6749

幾乎每乙個應用都會使用到快取, 但是設計高效的執行緒安全的快取並不簡單. 如:

public inte***ce computable 

public class expensivefunction

implements computable

} public class memorizer1implements computable

// 使用synchronized同步整個方法解決執行緒安全

public synchronized v compute(a arg) throws interruptedexception

return result;

} }

memorizer1使用hashmap快取計算結果. 如果能在快取中取出引數對應的結果, 就直接返回快取的資料, 避免了重複進行代價昂貴的計算. 由於hashmap不是執行緒安全的, memorizer1同步整個compute方法, 避免重複計算的同時, 犧牲了併發執行compute方法的機會, 此種設計甚至可能導致效能比沒有快取更差.

使用concurrenthashmap代替hashmap, 同時取消對compute方法的同步可以極大的改善效能:

public class memorizer2implements computable 

public v compute(a arg) throws interruptedexception

return result;

} }

concurrenthashmap是執行緒安全的, 並且具有極好的併發效能. 但是該設計仍存在問題: 無法避免所有的重複的計算. 有時這是可以的, 但對於一些要求苛刻的系統, 重複計算可能會引發嚴重的問題. memorizer2的問題在於乙個執行緒在執行compute方法的過程中, 其他執行緒以相同的引數呼叫compute方法時, 無法從快取中獲知已有執行緒正在進行該引數的計算的資訊, 因此造成了重複計算的發生. 針對這一點, 可以改進快取的設計:

public class memorizer3implements computable 

public v compute(final a arg) throws interruptedexception

}; futuretaskft = new futuretask(eval);

f = ft;

// 在計算開始前就將future物件存入快取中.

cache.put(arg, ft);

} try catch (executionexception e)

} }

memorizer3中的快取系統看起來已經相當完美: 具有極好的併發效能, 也不會存在重複計算的問題. 真的嗎? 不幸的是memorizer3仍然存在重複計算的問題, 只是相對於memorizer2, 重複計算的概率降低了一些. cache.get(arg)的結果為null, 不代表cache.put(arg, ft)時cache中依舊沒有arg對應的future, 因此直接呼叫cache.put(arg, ft)是不合理的:

public class memorizerimplements computable 

public v compute(final a arg) throws interruptedexception

}; futuretaskft = new futuretask(eval);

// 使用putifabsent測試是否真的將ft存入了快取, 如果存入失敗, 說明cache中已經存在arg對應的future物件

// 否則才進行計算.

f = cache.putifabsent(arg, ft);

if (f == null)

} try catch (cancellationexception e) catch (executionexception e)

} }

}

至此才真正實現了高效且執行緒安全的快取.

ps: 終於看完了jcip的第五章, 這一章真是又臭又長...

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