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我认为我对 java 中的关键字有一个很好的想法volatile，但我正在考虑重构一些代码，我认为使用它是一个好主意。

我有一个基本上用作数据库缓存的类。它拥有一堆从数据库中读取的对象，为这些对象提供请求，然后偶尔刷新数据库（基于超时）。这是骨架

public class Cache
{
    private HashMap mappings =....;
    private long last_update_time;
    private void loadMappingsFromDB()
    {
        //....
    }
    private void checkLoad()
    {
        if(System.currentTimeMillis() - last_update_time > TIMEOUT)
            loadMappingsFromDB();
    }
    public Data get(ID id)
    {
        checkLoad();
        //.. look it up
    }
}

所以担心 loadMappingsFromDB 可能是一个高延迟操作，这是不可接受的，所以最初我认为我可以在缓存启动时启动一个线程，然后让它休眠，然后在后台更新缓存。但后来我需要同步我的班级（或地图）。然后我只是为了让每个缓存访问变慢而偶尔暂停一下。

然后我想为什么不使用volatile

我可以将地图参考定义为 volatile

private volatile HashMap mappings =....;

然后在get（或使用映射变量的任何其他地方）我将只制作引用的本地副本：

public Data get(ID id)
{
    HashMap local = mappings;
    //.. look it up using local
}

然后后台线程将加载到临时表中，然后交换类中的引用

HashMap tmp;
//load tmp from DB
mappings = tmp;//swap variables forcing write barrier

这种方法有意义吗？它实际上是线程安全的吗？

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4 回答 4

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这个问题的现有答案中有一些错误信息。使用volatile实际上是确保线程安全的一个很好的步骤。请参阅IBM 的 Peter Haggar在Dispelling Java 编程语言神话中的第 3 项。Haggar 提供了一些背景知识和示例，但重点是：

那么，原子操作怎么可能不是线程安全的呢？要点是它们可能确实是线程安全的，但不能保证它们是线程安全的。Java 线程允许将变量的私有副本与主内存分开。

通过使用volatile，您将保证线程正在引用主内存，而不是使用您不知道或不期望的变量的私有副本。

那么回答你的问题：是的，你的策略是安全的。

编辑：
作为对另一篇文章的回应，这里是关于volatilefields的 JLS 部分。

于 2010-06-10T17:06:16.463 回答
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这种方法有意义吗？它实际上是线程安全的吗？

它确实有意义，而且它是线程安全的。在某种程度上，无论如何。需要考虑的一些事情：

  • 更新时，您让应用程序读取旧的、过时的值。这是你想要的吗？对于某些应用程序来说这很好，在其他情况下，您可能希望在缓存更新之前阻塞（FutureTask使这种行为相当容易）。
  • 启动时loadMappingsFromDB()，最初调用的线程get(ID)将阻塞，直到更新完成。

  • 多个线程可能checkLoad()同时调用，这意味着如果重新加载很慢并且您有多个线程调用get(ID)，您最终可能会遇到大量并发更新。虽然结果是一样的，但这会浪费系统资源。在当前代码中修复它的一种简单方法是AtomicBoolean在更新之前检查它：

    private final AtomicBoolean isUpdating = new AtomicBoolean(false);
private void checkLoad()
{
    if (System.currentTimeMillis() - last_update_time <= TIMEOUT) return;
    if (!isUpdating.compareAndSet(false, true)) return; // already updating
    try {
        loadMappingsFromDB();
    } finally {
        isUpdating.set(false);
    }
}
于 2010-06-10T16:58:39.693 回答
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我认为这种通用方法是有效的（在后台线程上重新加载缓存，而不是通过将数据加载到单独的实例来阻止在加载过程中访问缓存），但我不确定将引用声明为volatile真的给你。

您可以轻松地让get(id)方法及其loadMappingsFromDB()覆盖引用的部分（不是来自 DB 的整个负载，而只是重新分配mappings）在同一个锁上同步。

老实说，虽然我会考虑重新使用已建立的缓存库，如 EhCache，它具有后台加载或启动时加载的功能，因为这些库很可能很久以前就解决了所有同步问题，你可以回到担心应用程序的逻辑而不是自制缓存的低级安全性。

于 2010-06-10T16:29:00.700 回答
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实际上，即使不使用 'volatile' 关键字，您提出的方法也是有意义的。因为引用分配 ( mappings = tmp;) 是原子操作（转换为一个机器命令），所以不会出现内存不一致：http:
//java.sun.com/docs/books/tutorial/essential/concurrency/atomic.html
读写是atomic 用于参考变量和大多数原始变量（除了 long 和 double 之外的所有类型）。

'volatile' 关键字背后的想法是，如果您在时间 T 更改此类变量，则在时间 T + x (x > 0) 访问它的任何其他线程都将看到新值。否则，即使更改了值，仍然有一段时间其他线程可能会看到旧值。但这对你来说似乎不是问题。
编辑
上面的链接中描述了相同的想法。

于 2010-06-10T16:53:46.070 回答