关键词:
场景
-
在开发
Java
多线程程序时,和C/C++
一样会遇到多线程同时修改共享对象的问题。比如一个缓存HashMap
需要更新,那么可以使用标准库的ConcurrentHashMap
来替换HashMap
作为共享对象。如果是自定义的对象呢,并发访问可能会造成访问错误。 -
解决并发读写的方案之一是使用
synchronized
,但它只能作为最后的方案,因为加锁解锁是会耗费很多CPU
时间的。而且synchronized
多的时候容易造成死锁。
说明
-
在
C/C++
里可以使用atomic_load
和atomic_store
函数以原子方式读写shared_ptr
对象,在文章C/C++多线程访问修改集合vector会冲突的两个解决方案
[1]里介绍过. 在Java
里也有同样用途的类AtomicReference<E>
,它可以通过方法get(),set()
原子读写变量。 -
利用
AtomicReference<E>
对包裹对象的原子读写,满足多线程的Happen-Before
规则,可以用新的对象原子替换旧的对象。比如一个新的HashMap
对象set()
替换旧的对象后,只要通过get()
获取到对象都是新对象,之前的旧可以继续使用,直到它被gc
。 -
内存的原子操作可以理解为某个时刻某个内存地址只允许一个指令操作,即使在多核下。
例子
-
这里例子原本是使用
HashMap
来作为缓存的,并且内部元素不多的情况下,可以使用AtomicReference
直接替换旧的HashMap
。这里还有适用场景就是共享变量不是严格执行值改变之后即时生效的情况(强一致性[3]),比如一些URL
缓存需要一段时间生效,也是通常说的Copy-On=Write
原则。 -
对于共享变量修改之后需要即时生效,只能加锁进行控制。
ConcurrentHashMap
用的也是原子的方式操作元素,单个方法能做到强一致性
,组合方法也只是能做到最终一致性
。 -
以下执行
testAtomicReference
方法可以验证多线程下的原子替换HashMap
。但是如果执行testMapNoAtomicReference
方法的话,由于是多线程读写同一个HashMap
, 会出现崩溃。
Caused by: java.util.ConcurrentModificationException
at java.base/java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1493)
AtomicReferenceTest
package com.example.string;
import static java.lang.Thread.sleep;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class AtomicReferenceTest
private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();
private ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(4, 6, 3600, TimeUnit.SECONDS, queue);
public static void print(String str)
System.out.println(str);
private static Map<String,String> createMap(int _id)
Map<String,String> cache = new HashMap<>();
for(int i = 0; i< 10; i++)
String key = i+"";
cache.put(key,key+"-value"+_id);
return cache;
private static class Task implements Runnable
protected boolean stopped;
protected AtomicReference<Map<String,String>> ar;
protected String name;
public Task(AtomicReference<Map<String,String>> ar)
this.ar = ar;
public void setStopped(boolean stopped)
this.stopped = stopped;
@Override
public void run()
Map<String, String> cache = ar.get();
print("Thread BEGIN ->"+Thread.currentThread().getId()+": map object->"+System.identityHashCode(cache));
while(!stopped)
cache = ar.get();
for (Map.Entry<String,String> entry : cache.entrySet())
name = entry.getKey()+":"+entry.getValue();
cache = ar.get();
for (Map.Entry<String,String> entry : cache.entrySet())
print(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
print("Thread END->"+Thread.currentThread().getId()+": map object->"+System.identityHashCode(cache));
private static class TaskNoAtomic implements Runnable
protected boolean stopped;
protected Map<String,String> cache;
protected String name;
public TaskNoAtomic(Map<String,String> cache)
this.cache = cache;
public void setStopped(boolean stopped)
this.stopped = stopped;
@Override
public void run()
print("Thread BEGIN ->"+Thread.currentThread().getId()+": map object->"+System.identityHashCode(cache));
while(!stopped)
for (Map.Entry<String,String> entry : cache.entrySet())
name = entry.getKey()+":"+entry.getValue();
for (Map.Entry<String,String> entry : cache.entrySet())
print(entry.getKey()+":"+entry.getValue());
print("Thread END->"+Thread.currentThread().getId()+": map object->"+System.identityHashCode(cache));
@Test
public void testAtomicReference()
print("BEGIN");
Map<String, String> cache = createMap(0);
AtomicReference<Map<String,String>> one = new AtomicReference<>(cache);
Task task1 = new Task(one);
Task task2 = new Task(one);
CompletableFuture<Void> cf1 = CompletableFuture.runAsync(task1,executor);
CompletableFuture<Void> cf2 = CompletableFuture.runAsync(task2,executor);
Task task3 = new Task(one)
@Override
public void run()
int i = 1;
while(!stopped)
Map<String, String> temp = createMap(++i);
temp.put("key", "value");
ar.set(temp);
;
CompletableFuture<Void> cf3 = CompletableFuture.runAsync(task3,executor);
try
sleep(10000);
task1.setStopped(true);
task2.setStopped(true);
task3.setStopped(true);
cf1.join();
cf2.join();
cf3.join();
catch (InterruptedException e)
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
print("END");
@Test
public void testMapNoAtomicReference()
print("BEGIN");
Map<String, String> cache = createMap(0);
TaskNoAtomic task1 = new TaskNoAtomic(cache);
TaskNoAtomic task2 = new TaskNoAtomic(cache);
CompletableFuture<Void> cf1 = CompletableFuture.runAsync(task1,executor);
CompletableFuture<Void> cf2 = CompletableFuture.runAsync(task2,executor);
TaskNoAtomic task3 = new TaskNoAtomic(cache)
@Override
public void run()
int i = 1;
while(!stopped)
this.cache.put("9", "value");
this.cache.remove("9");
;
CompletableFuture<Void> cf3 = CompletableFuture.runAsync(task3,executor);
try
sleep(10000);
task1.setStopped(true);
task2.setStopped(true);
task3.setStopped(true);
cf1.join();
cf2.join();
cf3.join();
catch (InterruptedException e)
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
print("END");
输出
BEGIN
Thread BEGIN ->15: map object->928671469
Thread BEGIN ->14: map object->928671469
0:0-value3410355
1:1-value3410355
2:2-value3410355
3:3-value3410355
4:4-value3410355
5:5-value3410355
6:6-value3410355
7:7-value3410355
8:8-value3410355
9:9-value3410355
key:value
Thread END->15: map object->1835239739
0:0-value3410355
1:1-value3410355
2:2-value3410355
3:3-value3410355
4:4-value3410355
5:5-value3410355
6:6-value3410355
7:7-value3410355
8:8-value3410355
9:9-value3410355
key:value
Thread END->14: map object->1835239739
END
参考
[java]_[初级]_[如何调用外部命令获取输出并设置它的超时退出](代码片段)
场景在开发Java程序的时候,有时候需要执行外部命令以获取特定信息,但是外部命令执行可能由于某些原因(比如CPU,内存占用高后延迟执行)比正常执行的时间要长,有时候甚至挂起阻塞了Java线程的执行。那么我们如... 查看详情
[java语言特性]_[初级]_[可变参数的使用技巧](代码片段)
场景在开发Java程序时,有些参数会是可变参数,比如String.format或者JavaWeb框架jfinal里的Model方法find,就需要可变参数。问题来了,如果find参数sql字符串,或者format方法的format字符串是需要动态拼接的,那么它的可变... 查看详情
[java]_[初级]_[如何调用外部命令获取输出并设置它的超时退出](代码片段)
场景在开发Java程序的时候,有时候需要执行外部命令以获取特定信息,但是外部命令执行可能由于某些原因(比如CPU,内存占用高后延迟执行)比正常执行的时间要长,有时候甚至挂起阻塞了Java线程的执行。那么我们如... 查看详情
[javascript]_[初级]_[不使用jquery原生ajax提交表单文件并监听进度](代码片段)
场景不可否认,使用JQuery来提交表单文件还是比较方便的。问题是JQuery性能问题,去掉JQuery如何提交文件,并且监听文件的提交进度?说明提交表单文件<formenctype="multipart/form-data"...需要增加enctype=... 查看详情
[javascript]_[初级]_[不使用jquery原生ajax提交表单文件并监听进度](代码片段)
场景不可否认,使用JQuery来提交表单文件还是比较方便的。问题是JQuery性能问题,去掉JQuery如何提交文件,并且监听文件的提交进度?说明提交表单文件<formenctype="multipart/form-data"...需要增加enctype=... 查看详情
[java]_[初级]_[高效使用string.split的方法](代码片段)
场景在开发JavaWeb项目时,往往需要分析uri来做一些转发控制逻辑,如/online/android/info/support.html,对uri的不同部分做处理.一般情况下使用String.split(str)方法进行分割,但其实这个方法有更高效率的用法。说明String.split方法有两个重... 查看详情
[java]_[初级]_[可变参数的使用技巧](代码片段)
场景在开发Java程序时,有些参数会是可变参数,比如String.format或者JavaWeb框架jfinal里的Model方法find,就需要可变参数。问题来了,如果find参数sql字符串,或者format方法的format字符串是需要动态拼接的,那么它的可变... 查看详情
[java]_[初级]_[配置idea和androidstudio的jdk](代码片段)
场景开发Java程序一般我们都用IDEA,项目配置文件都使用maven的pom.xml来配置;开发Android程序会使用AndroidStudio来开发,而项目配置就是使用gradle的build.gradle。那么如何对这两种项目指定编译JDK呢?说明Android-Gradle-JDK配置图1:IDE... 查看详情
[java]_[初级]_[配置idea和androidstudio的jdk](代码片段)
场景开发Java程序一般我们都用IDEA,项目配置文件都使用maven的pom.xml来配置;开发Android程序会使用AndroidStudio来开发,而项目配置就是使用gradle的build.gradle。那么如何对这两种项目指定编译JDK呢?说明Android-Gradle-JDK配置图1:IDE... 查看详情
[java]_[初级]_[装箱和拆箱的陷阱-不要使用==进行包裹类型wrapperclass比较](代码片段)
场景在使用Java的Integer进行算术运算时,偶尔发现使用==比较运算符两个int值一样的前提下结果是false,什么原因?说明JDK5已经开始提供装箱(autoboxing)和拆箱(auto-unboxing)的功能,目的是可以在原始数据类型和包裹(wrapper)类型... 查看详情
[python]_[初级]_[三元运算表达式](代码片段)
场景在阅读Python代码的时候,有时候会发现很奇怪的ifelse用法,发现它没有条件为真时的执行语句,怎么回事?说明Python的三元操作符和C++/Java不同,不是使用?来判断的。是使用了ifelse的单行语句来实现... 查看详情
[python]_[初级]_[三元运算表达式](代码片段)
场景在阅读Python代码的时候,有时候会发现很奇怪的ifelse用法,发现它没有条件为真时的执行语句,怎么回事?说明Python的三元操作符和C++/Java不同,不是使用?来判断的。是使用了ifelse的单行语句来实现... 查看详情
[java]_[初级]_[使用正则高效替换字符串的多个占位符为多个值](代码片段)
场景在开发基于模板内容的Java程序时,比如一个邮件内容模板,在内容里放置一些占位符$email,$name等来作为替换实际内容的符号。那么这时候如何做才可以少生成不必要的String字符串,从而减少内存占用达到一次过替换完... 查看详情
[java]_[初级]_[observer和observable失效后如何使用java.beans包下的类来实现观察者模式](代码片段)
场景同进程的不同模块之前的通讯目前常用做法就是通过观察者模式来发送消息,在JDK9里Observer和Observable类已经失效.所以已经不能使用它来进行注册和通知了。那么怎么办?说明在Observer类的说明里有以下的描述.即在同步线... 查看详情
[java]_[初级]_[使用propertychangesupport和vetoablechangesupport来实现观察者模式](代码片段)
场景同进程的不同模块之前的通讯目前常用做法就是通过观察者模式来发送消息,在JDK9里Observer和Observable类已经失效.所以已经不能使用它来进行注册和通知了。那么怎么办?说明在Observer类的说明里有以下的描述.即在同步线... 查看详情
[javascript]_[初级]_[不使用jquery原生ajax提交表单](代码片段)
场景在开发网页表单时,需要异步提交表单并返回提交成功或错误的提示。如何在不需要JQuery库的前提下发送Ajax表单请求?说明JQuery库在在IE还在存在的时候很适合作为前端开发兼容浏览器的JavaScript库。之后现在大多数... 查看详情
[javascript]_[初级]_[不使用jquery原生ajax提交表单](代码片段)
场景在开发网页表单时,需要异步提交表单并返回提交成功或错误的提示。如何在不需要JQuery库的前提下发送Ajax表单请求?说明JQuery库在在IE还在存在的时候很适合作为前端开发兼容浏览器的JavaScript库。之后现在大多数... 查看详情
[javascript]_[初级]_[不使用jquery原生ajax提交表单文件并监听进度](代码片段)
场景不可否认,使用JQuery来提交表单文件还是比较方便的。问题是JQuery性能问题,去掉JQuery如何提交文件,并且监听文件的提交进度?说明提交表单文件<formenctype="multipart/form-data"...需要增加enctype=... 查看详情