Java 线程安全延迟初始化

Question

我有一个网络应用程序。在 tomcat 和多个线程上运行 Servlet 调用。

我有一个 User 类、一个 Account 类和一个 1AccountContext` 类。

Accounts 可以有多个Users。

每个Account 只应在内存中维护一个AccountContext 实例。

当用户通过 servlet 进行登录调用时：如果 AccountContext 存在，则返回它。否则，初始化它。

下面是我为初始化上下文而编写的代码。这段代码看起来像吗 在线程安全的同时做我想做的事？

ACCOUNT_CONTEXT_MAP 是 ConcurrentHashMap。

public static AccountContext getAccountContext(Account account) {
    AccountContext accountContext = ACCOUNT_CONTEXT_MAP.get(account);
    if(accountContext == null){
        synchronized(account){
            if(ACCOUNT_CONTEXT_MAP.get(account) == null)
                accountContext = new AccountContext(account);
                //Creating the AccountContext is expensive, 
                //i'd like it if it was only done once.
                ACCOUNT_CONTEXT_MAP.put(account,accountContext);        
            }else{
                accountContext = ACCOUNT_CONTEXT_MAP.get(account);
            }
        }
    }
    return accountContext;
}

Answer 1

恕我直言，它不是线程安全的除非您保证所有线程都具有相同的帐户实例，并且没有办法让两个帐户对象代表同一个“帐户”，请考虑这种情况：两个每个线程都有一个 Account 对象，代表同一个帐户，它们都调用 getAccountContext()，第一个线程在 if(accountContext == null) 行之后立即挂起，但在开始初始化之前，然后第二个线程到达相同的时间，验证accountContext 为 null 并继续创建 AccountContext，然后再次给第一个线程 CPU 时间，因为第一个线程已经“验证”了 accountContext 为 null，它将继续创建另一个实例。

尝试使用地图本身 (ACCOUNT_CONTEXT_MAP) 而不是每个 Account 对象进行同步。

如果您不想在地图上同步，因为这会导致其他线程等待创建昂贵的 AccountContext，那么试试这个：

• 创建一个新类：AccountContextBuilder：一个创建成本不高的类，用于构建一个昂贵的AccountContext。这个类将包含一个构建器方法来创建一个 AccountContext 或返回一个以前创建的。
• 使您的地图包含 AccountContextBuilder 而不是 AccountContext 的实例。
• 在地图上同步（无论如何你需要让它同步），这一次它不会惩罚其他线程，因为你要创建一个“便宜”的构建器对象。
• 最后，线程使用这个构建器来访问 AccountContext，这样其他线程就不会因为其他 AccountContexts 而受到惩罚。

Answer 2

我会使用ConcurrentHashMap.putIfAbsent atomic 方法而不是专门为这种情况设计的同步方法。它是这样使用的：

AccountContext accountContext = ACCOUNT_CONTEXT_MAP.get(account);
if (accountContext == null){
    accountContext = new AccountContext(account);
    AccountContext accountContextOld = ACCOUNT_CONTEXT_MAP.putIfAbsent(account, accountContext);        
    if (accountContextOld != null) {
         accountContext = accountContextOld;
    }
}
return accountContext;

Answer 3

正如@morgano 指出的那样，这仅在account 是所有相同帐户的相同实例时才有效。此外，Map 必须是线程安全的——这通常意味着使用ConcurrentHashMap 或类似名称。如果您的地图不是线程安全的，那么第一行的get 就不是线程安全的——很多不好的事情都可能出错。

你可以做的一件事就是给你的锁上条纹。创建一个包含 N 个对象的数组（字面意思是 Object 很好）。当您需要锁定synchronized 块时，从account.hashCode() % locksArray.length 获取它，然后在该对象上进行同步。这意味着您将能够并行创建许多AccountContexts，只要它们的Accounts 具有不同的hashCode() % N。平均而言，这应该会给您带来良好的性能；显然它假定Account 有一个合适的hashCode() 覆盖。

private final Object[] locks = createLocks();

private static Object[] createLocks() {
    Object[] locks = new Object[20]; // or whatever
    for (int i = 0; i < locks.length; ++i) {
        locks[i] = new Object();
    }
}

if (accountContext == null) {
    Object lock = locks[account % locks.length];
    synchronized (lock) {
        ...
    }
}

最后，这是一件小事，但在同步块中，你有：

if(ACCOUNT_CONTEXT_MAP.get(account) == null) {
    ...

我愿意：

accountContext = ACCOUNT_CONTEXT_MAP.get(account);
if (accountContext == null) {
    ...

那么你就不需要else 块了。