java中的并发双向映射

Question

我正在编写用于文本处理的代码，如果我先将字符串转换为整数，事情会变得快很多。为此，我创建了一个 Dictionary 类，每次我看到一个新字符串时，我都会给它一个索引，并保留两个映射，一个从 string 到 int，一个从 int 到 string，所以我可以轻松地查找两种方式.代码如下：

class Dictionary {
    private Map<String, Integer> map;
    private Map<Integer, String> reverse_map;
    private int nextIndex;

    public Dictionary() {
        map = new HashMap<String, Integer>();
        reverse_map = new HashMap<Integer, String>();
        nextIndex = 1;
    }

    public int getIndex(String string) {
        if (!map.containsKey(string)) {
            map.put(string, nextIndex);
            reverse_map.put(nextIndex, string);
            nextIndex++;
        }
        return map.get(string);
    }

    public String getString(int index) {
        // getIndex is always called first, so we don't need to check anything
        return reverse_map.get(index);
    }
}

这在我的单线程代码中运行良好。但现在我想给这个多个线程以加快速度，我不知道该怎么做。我想过使用 ConcurrentHashMap，但我不确定putIfAbsent 是否能保证我不会两次使用索引。我不想使用 Collections.synchronizedMap，因为这个字典在线程之间被非常频繁地访问，所以我可能不会比使用单个线程更好，因为它在每次读取和写入时都会阻塞。有没有办法让这个工作？

Answer 1

最简单的方法是标记您的两种方法（getIndex 和 getString）synchronized。看看你得到什么样的加速。也许就够了。

要使用ConcurrentHashMap，你可以试试这个：

private AtomicInteger nextIndex;
public int getIndex(String string) {
    Integer n = map.get(string);
    if (n == null) {
        int idx = nextIndex.getAndIncrement();
        n = map.putIfAbsent(string, idx);
        if (n != null) return n;
        reverse_map.put(idx, string);
        return idx;
    }
    return n;
}

如果两个线程同时插入相同的字符串，这可能偶尔会跳过索引，但不会经常发生。

Answer 2

并发解决方案的问题是原子性。以下是我的想法：

private final ConcurrentMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();
private final ConcurrentMap<Integer, String> reverse_map = new ConcurrentHashMap<Integer, String>();
private final AtomicInteger nextIndex = new AtomicInteger(1);

public int getIndex(String string) {
  Integer i = map.get(string);
  if (i == null) {
    final Integer newI = nextIndex.getAndIncrement();
    i = map.putIfAbsent(string, newI);
    if (i == null) {
      reverse_map.put(newI, string);
      return newI;
    }
  }
  return i;
}

这有一个非常良性的故障模式：一些索引将被闲置。

请注意，我无条件放入第二张地图，因为此时我知道我负责手头的字符串。