java - 一个键具有多个值的并发映射，并在超时时自动删除

Question

我是并发领域的新手。我读到有关 Guava 的信息Cache和MultiMap 。我寻找能够结合两者的一些可能性的东西:

1. 来自 Cache我希望在 ACCESS_TIMEOUT 和 WRITE_TIMEOUT 过期后自动删除。
2. 来自 Multimap我想要多个值与一个键关联。
3. 所有这些都必须同时进行。
4. 我有多个作者和多个读者。我想用随机键添加值并删除它们。

问题:是否有适合我需求的 map 实现？

更新:Striped<Lock>解决方案

我读到的更多内容 Striped<Lock> - 对我来说更有吸引力。但这在我脑海中引发了更多问题:

1. 如果我使用类似Striped<Lock>的东西与 Guava Cache已经使用 ConcurrentHashMap我可以面对死锁或性能下降的问题。我错了吗？
2. 如果我使用Striped<Lock>超过Cache它仍然没有消除与每个键多个值相关的问题。
3. 是Striped<Lock>在我的情况下消除使用并发​​映射的需要？ (我想答案是肯定的)但在 GitHub 上却看到了相反的情况。

Answer 1

您可以从 Cache<SomeKey, Collection<SomeValue>> 开始(因此您仍然会过期)并使用同步集合( Collections.synchronized*() )作为值。

但这里真正的问题是您需要对集合进行并发访问的类型:

• 操作同步就足够了，这样集合就不会被损坏，还是您需要更高级别的语义，例如 ConcurrentMap.putIfAbsent()优惠？

• 您需要以原子方式对值集合执行多个操作吗？就像您需要做的那样

  if (c.contains(v)) {
      c.remove(v);
  } else {
      c.add(v);
  }
  

  你通常想把它放入synchronized(c) { }阻止。

如果是这样，您可能希望将集合包装在一个类中，公开这些高级语义并管理多个操作的锁以获得所需的原子性，并使用该类作为值:Cache<SomeKey, SomeValuesContainer> .

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正如评论中提到的， Striped<Lock> 可用于同步访问多个Cache s/ConcurrentHashMap无需施加单一锁定，即使在中等程度的争用情况下也会影响性能。

如果您需要多个Cache s/ConcurrentHashMap s，那就是:为什么不Peer s(或它的包装器)实际上包含该信息吗？

1。死锁，性能

Guava 的Cache类似于 ConcurrentHashMap ，但它不使用它。然而，两者的工作方式相同，都具有可以独立锁定的段，从而减少并发访问映射时(尤其是更新时)的争用。使用Striped<Lock>对任何一个的访问都不会导致死锁，只有当您没有以一致的顺序锁定多个锁时才会发生死锁:这在这里不会发生，因为您将始终锁定 Lock获取自Striped<Lock>在调用 Cache 之前或ConcurrentHashMap ，然后锁定其段(您看不到)。

至于性能，是的，锁定是有成本的，但这实际上取决于争用级别(可以使用 Striped<Lock> 中的 number of stripes 或 concurrencyLevel 中的 Cache 进行调整)。但是，无论如何，您都需要适当的并发支持，因为没有它，您可能会得到无效结果(或损坏数据)，因此您必须做一些事情(使用锁定或 lock-free algorithm )。

2。每个键有多个值

我原来的答案仍然有效。从多个问题中很难准确地了解您到底想做什么(如果您能够在一个问题中提供完整、一致的上下文，那就更好了)，但我认为 您只需要对每个键的多个值进行并发修改，因此同步集合应该足够了(但您至少需要这一点)。不过，在添加访问模式时，您必须对它们进行推理，以确保它们仍然适合模型:确保您的 replaceAll*() methods例如，锁定他们需要的东西。

3。是ConcurrentMap仍然需要 Striped<Lock> ？

是的!尤其是 Striped<Lock>与单个 Lock ，因为您仍然会获得不使用相同 strip 的键的并发更新(这就是 Striped<Lock> 的全部意义)，因此您需要支持并发修改的数据结构。如果您使用简单的HashMap ，您很有可能在足够的负载下损坏它(例如，导致无限循环)。