将线程安全委托给 ConcurrentMap 和 AtomicInteger

Question

我需要提供以下容器的线程安全实现：

public interface ParameterMetaData<ValueType> {
    public String getName();
}

public interface Parameters {
    public <M> M getValue(ParameterMetaData<M> pmd);
    public <M> void put(ParameterMetaData<M> p, M value);
    public int size();
}

问题是 size 方法应该返回当前包含在 Parameters 实例中的准确个参数。所以，我的第一次尝试是尝试如下委派线程安全：

public final class ConcurrentParameters implements Parameters{

    private final ConcurrentMap<ParameterMetaData<?>, Object> parameters = 
                                                    new ConcurrentHashMap<>();
    //Should represent the ACCURATE size of the internal map
    private final AtomicInteger size = new AtomicInteger();

    @Override
    public <M> M getValue(ParameterMetaData<M> pmd) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        M value = (M) parameters.get(pmd);
        return value;
    }

    @Override
    public <M> void put(ParameterMetaData<M> p, M value){
        if(value == null)
            return;
        //The problem is in the code below
        M previous = (M) parameters.putIfAbsent(p, value);
        if(previous != null)
            //throw an exception indicating that the parameter already exists
        size.incrementAndGet();
    }

    @Override
    public int size() {
        return size.intValue();
    }

问题是我不能只在ConcurrentHashMap 实例上调用parameters.size() 来返回实际大小，因为该操作在没有锁定的情况下执行遍历，并且没有保证它将检索实际大小。在我的情况下这是不可接受的。所以，我决定维护包含大小的字段。

问题：是否有可能以某种方式委托线程安全并保持不变性？

Answer 1

您想要实现的结果是非原子的。您想修改地图，然后获取在单线程范围内一致的元素计数。实现这一点的唯一方法是通过同步对地图的访问来使此流程成为“原子操作”。这是确保计数不会因另一个线程中的修改而改变的唯一方法。

通过 synchronized 或 Semaphore 同步对 map 的 modify-count 访问，以仅允许单个线程同时修改 map 和 count 元素。

这里使用附加字段作为计数器并不能保证线程安全，因为在map修改之后和计数器操作之前，其他线程实际上可以修改map，计数器值将无效。

这就是为什么 map 在内部不保持其大小而是必须遍历元素的原因 - 以便在给定的时间点给出最准确的结果。

编辑： 100% 清楚，这是实现这一目标的最方便的方法：

synchronized(yourMap){
    doSomethingWithTheMap();
    yourMap.size();
}

因此，如果您将每个 map 操作更改为此类块，您将保证 size() 将返回准确的元素计数。唯一的条件是所有的数据操作都是使用同步块完成的。