Java中如何在put时阻塞ConcurrentHashMap的get操作且不锁住整张表

实现方案 #

核心思路 #

因为要求不对整张Map加synchronized锁，我们采用细粒度的锁控制实现需求，结合题目给定的「仅单线程更新」前提，不会出现多线程写冲突的问题，两种可选方案可以适配不同的业务场景：

方案一：Key级别的读写锁（性能最优，推荐） #

仅对正在更新的key加锁，不影响其他key的正常读取，完全不会锁整张表：

1. 额外维护一个锁容器，每个key对应独立的读写锁
2. 读操作先拿对应key的读锁，读完成释放
3. 写操作（put）先拿对应key的写锁，此时所有该key的读操作会被阻塞，直到写锁释放

完整代码实现

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

// 原有配置存储容器
ConcurrentHashMap<String, Config> configStore = new ConcurrentHashMap<>();
// 每个key对应独立的读写锁，实现细粒度控制
ConcurrentHashMap<String, ReentrantReadWriteLock> lockMap = new ConcurrentHashMap<>();

// 封装后的读操作
public Config getConfig(String configName) {
    // 不存在对应锁则自动初始化
    ReentrantReadWriteLock lock = lockMap.computeIfAbsent(configName, k -> new ReentrantReadWriteLock());
    lock.readLock().lock();
    try {
        return configStore.get(configName);
    } finally {
        lock.readLock().unlock();
    }
}

// 改造后的更新操作
void updateStore(String configName) {
    ReentrantReadWriteLock lock = lockMap.computeIfAbsent(configName, k -> new ReentrantReadWriteLock());
    lock.writeLock().lock();
    try {
        Config newConfig = generateNewConfig();
        Config oldConfig = configStore.get(configName);
        if (newConfig.replaces(oldConfig)) {
            configStore.put(configName, newConfig);
        }
    } finally {
        lock.writeLock().unlock();
    }
}

方案二：全局读写锁（实现简单，适配全局阻塞场景） #

如果需求要求任意put操作执行时，所有key的读请求都要阻塞，可以用全局读写锁实现，同样不需要对整张Map加synchronized锁，读写锁的性能远优于粗粒度的synchronized锁：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

ConcurrentHashMap<String, Config> configStore = new ConcurrentHashMap<>();
// 全局读写锁，读多写少场景性能优异
ReentrantReadWriteLock globalLock = new ReentrantReadWriteLock();

public Config getConfig(String configName) {
    globalLock.readLock().lock();
    try {
        return configStore.get(configName);
    } finally {
        globalLock.readLock().unlock();
    }
}

void updateStore(String configName) {
    globalLock.writeLock().lock();
    try {
        Config newConfig = generateNewConfig();
        Config oldConfig = configStore.get(configName);
        if (newConfig.replaces(oldConfig)) {
            configStore.put(configName, newConfig);
        }
    } finally {
        globalLock.writeLock().unlock();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者seriousgeek