只允许第一个线程更新缓存，而其他线程读取

Question

我有多个线程读取内存缓存。我想要的行为是每 5 分钟刷新一次缓存。问题是我不知道如何解决是如何强制只有一个线程更新缓存，而多个线程仍然可以读取缓存。

这是我拥有的代码的粗略示例：

public synchronized boolean readCache(int id) {
  if (cache.hasExpired()) {
    updateCache();
  }
  return cache.get(id);
}

这行得通。但是，它限制了在任何实例中只有单个线程可以读取缓存的实现。有没有更好的方法来做到这一点？

Answer 1

我有多个线程读取内存缓存。我想要的行为是每 5 分钟刷新一次缓存。问题是我不知道如何解决是如何强制只有一个线程更新缓存，而多个线程仍然可以读取缓存。

有几种方法可以做到这一点。

• 您可以使用ReentrantReadWriteLock 并让每个线程在缓存上获得一个读锁，然后在需要更新缓存时尝试获得一个写锁——只有一个线程会获得写锁。需要注意的是，在更新缓存时，没有线程可以读取缓存。这可能是也可能不是您想要的。

• 另一种机制可能是使用原子类compareAndSet(...) 方法，这样如果多个线程确定需要更新缓存，则只有一个线程会获胜。伪代码是：

  get cache value
  see if cache needs updating
  try to update the atomic field with our thread-id (or other unique)
  if it worked then update the cache
  else some other thread is updating the cache, return stale value for now
  

就缓存是否陈旧之间的竞争条件而言，您要么需要像synchronized 锁一样重的东西，要么您将不得不在缓存需要的时候忍受一些陈旧的数据更新。这可能取决于更新缓存需要多长时间。线程要么在过期前一纳秒请求该值，要么不请求。如果值 必须 每 5 分钟更新一次，并且您不想使用 synchronized，那么您可能应该更频繁地更新缓存 - 比如每 4 分 50 秒 - 这样就有机会过时数据的数量减少了。

请务必注意，无论您如何更新缓存，缓存本身都需要同步其内存。缓存需要类似于ConcurrentHashMap 或volatile 对象，以便线程可以读取更新的缓存值，其中一个可以在适当的时候更新值，并让其他线程看到更新。

Answer 2

这是一个经典的双重检查问题：

// Note: the method isn't synchronized
public boolean readCache(int id) {
  // First check - quick check outside the lock.
  // If the cache isn't expired, no need to acquire a lock
  if (cache.hasExpired()) {
    // This thread may have to update the cache, so acquire the lock:
    synchronized (someSharedLock) {
      // Under the lock, double-check a different thread didn't update the cache
      // while we were waiting for the lock
      if (cache.hasExpired()) {
        updateCache();
      }
    }
  }

  // The cache is now definitely not expired, use it
  return cache.get(id);
}