如何保证LinkedHashMap以及它实现LRU缓存线程安全

JAVA herman 226浏览
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昨天有一位网友对我的一篇文章进行了评论,留言说到:线程安全的 LinkedHashMap 怎么实现?

线程安全的 LinkedHashMap
线程安全的 LinkedHashMap

我这里花几分钟时间聊一下这个问题。

通过阅读我前面的文章,我们知道:HashMap 有一个问题,就是迭代 HashMap 的顺序并不是 HashMap 放置的顺序,也就是无序。HashMap 的这一缺点往往会带来困扰,因为有些场景,我们期待一个有序的 Map

这个时候,LinkedHashMap 就闪亮登场了,它虽然增加了时间和空间上的开销,但是通过维护一个运行于所有条目的双向链表,LinkedHashMap 保证了元素迭代的顺序。该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。

LinkedHashMap面试点
LinkedHashMap面试点

LinkedHashMap 可以认为是 HashMap + LinkedList,即它既使用 HashMap 操作数据结构,又使用 LinkedList 维护插入元素的先后顺序。

上面帮助大家简单回顾了一下 LinkedHashMap 后,接下来,我们再来看看如何把 LinkedHashMap 变得线程安全。

最佳答案就是我们可以匿名扩展 LinkedHashMap 来更改 removeEldestEntry(…) 的行为,然后将匿名类的实例包装在同步映射中。

Map<String, Integer> map = Collections.synchronizedMap(new LinkedHashMap<String, Integer>() {
   private static final long serialVersionUID = 1L;
   @Override
   protected boolean removeEldestEntry(Entry<String, Integer> eldest) {
      return size() > MAX_SIZE;
   }               
});

即利用Collections.synchronizedMap()的方法包装成一个 thread-safe 的 Map。

final class LruCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> implements Cache<K, V> {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private final int maxCapacity;
 
    public LruCache(int maxCapacity) {
        super(maxCapacity, 0.7F, true);
        this.maxCapacity = maxCapacity;
    }
 
    public synchronized void addElement(K key, V value) {
        this.put(key, value);
    }
 
    public synchronized V getElement(K key) {
        return this.get(key);
    }
 
    public synchronized V removeElement(K key) {
        return this.remove(key);
    }
 
    protected boolean removeEldestEntry(Entry<K, V> entry) {
        return this.size() > this.maxCapacity;
    }
}

如果你不想使用 synchronized,使用 ReentrantLock 也可以。

甚至是参考著名框架 lucene 中的org.apache.lucene.util.collections.LRUHashMap,也是一个非常不错的借鉴!

线程安全的 LRUHashMap
线程安全的 LRUHashMap

以上内容,希望能够帮助到大家解决实际问题。多借鉴 ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentHashMap 等容器的实现。

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