HashMap中的全映射锁以外的每键锁

Question

我在Java有一个很大map=concurrenthashMap()，而Key、Value是某种对象结构。假设这个映射的键集是keyset。

现在我下面有一个计算程序。我的问题是我如何能够获得一个更好的性能通过不使用全地图锁。是否有任何选择，如使用每键锁或使用其他类型的数据结构？

考虑到这是一个很大的映射，使用every-key锁可能不是一种可接受的方法。

multiThread():
    for(0 to N):
        K = subset(keySet, m) where m is much smaller than keySet.size
        lock(map)
        for(key in K):
            result = func1(map.get(key), result)
        for(key in K):
            map.put(key, func2(map.get(key), result))
        releaseLock(map)

Answer 1

在Java 8+中，ConcurrentHashMap作为一个compute（）函数，它允许您对单个键html" target="_blank">执行原子的读-修改-写操作，因此您可以执行以下操作：

map.compute(key, () -> {
    //call func2 to compute new value and return it
});

但是，如果您想要对整个键集进行原子读取-修改-写入（因此首先要对您的键集进行迭代以计算结果，然后使用预先计算的结果更改所有这些键），那么ConcurrentHashMap中没有提供这种锁定的工具。

但是，您可以使用Guava的条纹锁，如下所示：

Striped<Lock> arrayOfLocks = Striped.lock(20);
// ...later on...
K = subset(keySet, m);
Iterable<Lock> toObtain = arrayOfLocks.bulkGet(K);
for (Lock l : toObtain) { lock it }
try {
   //do your modifications - your holding the stripe locks for all the keys
} finally {
   for (Lock l : toObtain) { unlock it }
}

锁条带化是将锁分配给数据结构的不同“区域”的概念-这里是通过密钥的hashCode完成的。

您需要非常小心地选择锁数组的大小，以便在太少的条带（您将锁住整个地图，并且比单个全局锁要慢）和太多的条带（您将抓取大量锁，这取决于K的大小）之间取得平衡。

Striped负责按相同的顺序返回锁，以便锁定同一组钥匙，这样您就可以避免用餐哲学家的问题。