迭代WeakHashMap

Question

我同时使用了一个WeakHashMap。我希望实现基于整数参数的细粒度锁定；如果线程A需要修改由整数a标识的资源，而线程B对由整数b标识的资源执行相同的操作，则它们不需要同步。但是，如果有两个线程使用相同的资源，假设线程C也在使用由整数锁标识的资源，那么线程A和C当然需要在相同的锁上同步。

当不再有需要ID为X的资源的线程时，则可以删除key=X映射中的锁。但是，此时可能会有另一个线程进入并尝试使用ID=X的Map中的锁，因此在添加/删除锁时需要全局同步。(这将是每个线程必须同步的唯一位置，与Integer参数无关)但是，线程不知道何时删除锁，因为它不知道自己是使用锁的最后一个线程。

这就是我使用WeakHashMap的原因:当不再使用该ID时，可以在GC需要时删除键值对。

为了确保我有一个已经存在的条目的键的强引用，以及形成映射键的对象引用，我需要迭代映射的keySet：

synchronized (mrLocks){
    // ... do other stuff
    for (Integer entryKey : mrLocks.keySet()) {
        if (entryKey.equals(id)) {
            key = entryKey;
            break;
        }
    }
    // if key==null, no thread has a strong reference to the Integer
    // key, so no thread is doing work on resource with id, so we can
    // add a mapping (new Integer(id) => new ReentrantLock()) here as
    // we are in a synchronized block. We must keep a strong reference
    // to the newly created Integer, because otherwise the id-lock mapping
    // may already have been removed by the time we start using it, and 
    // then other threads will not use the same Lock object for this
    // resource
}

现在，Map的内容可以在迭代时更改吗？我不这么认为，因为通过调用mrLocks.keySet()，我为迭代范围创建了一个对所有键的强引用。对吗？

Answer 1

由于API没有对keySet()进行断言，因此我建议使用如下的缓存用法：

private static Map<Integer, Reference<Integer>> lockCache = Collections.synchronizedMap(new WeakHashMap<>());

public static Object getLock(Integer i)
{
    Integer monitor = null;
    synchronized(lockCache) {
        Reference<Integer> old = lockCache.get(i);
        if (old != null)
            monitor = old.get();

        // if no monitor exists yet
        if (monitor == null) {
            /* clone i for avoiding strong references 
               to the map's key besides the Object returend 
               by this method.
            */ 
            monitor = new Integer(i);
            lockCache.remove(monitor); //just to be sure
            lockCache.put(monitor, new WeakReference<>(monitor));
        }

    }

    return monitor;
}

这样，您在锁定监视器的同时持有对监视器(键本身)的引用，并允许GC在不再使用它时完成它。

编辑：

在评论中关于有效负载的讨论之后，我考虑了一个带有两个缓存的解决方案：

private static Map<Integer, Reference<ReentrantLock>> lockCache = new WeakHashMap<>();
private static Map<ReentrantLock, Integer> keyCache = new WeakHashMap<>();

public static ReentrantLock getLock(Integer i)
{
    ReentrantLock lock = null;
    synchronized(lockCache) {
        Reference<ReentrantLock> old = lockCache.get(i);
        if (old != null)
            lock = old.get();

        // if no lock exists or got cleared from keyCache already but not from lockCache yet
        if (lock == null || !keyCache.containsKey(lock)) {
            /* clone i for avoiding strong references 
               to the map's key besides the Object returend 
               by this method.
           */ 
            Integer cacheKey = new Integer(i); 
            lock = new ReentrantLock();
            lockCache.remove(cacheKey); // just to be sure
            lockCache.put(cacheKey, new WeakReference<>(lock));
            keyCache.put(lock, cacheKey);
        }                
    }

    return lock;
}

只要存在对有效负载(锁)的强引用，对keyCache中映射整数的强引用就可以避免从lockCache缓存中删除有效负载。