Copy On Write Hash Map

咱們在工做的過程當中，常常遇到以下的需求： 
用一個Map存放經常使用的Object，這個Map的併發讀取的頻率很高，而寫入的頻率很低，通常只在初始化、或從新裝裝載的時候寫入。讀寫衝突雖然不多發生，不過一旦發生，Map的內部結構就可能亂掉，因此，咱們不得不爲Map加上同步鎖。 
咱們能夠採用Copy On Write的機制，來增強Map的讀取速度。 
Copy On Write是這樣一種機制。當咱們讀取共享數據的時候，直接讀取，不須要同步。當咱們修改數據的時候，咱們就把當前數據Copy一份副本，而後在這個副本上進行修改，完成以後，再用修改後的副本，替換掉原來的數據。這種方法就叫作Copy On Write。 
Oracle等關係數據庫的數據修改就採用Copy On Write的模式。Copy On Write模式對併發讀取的支持很好，可是在併發修改的時候，會有版本衝突的問題。可能有多個線程同時修改同一份數據，那麼就同時存在多個修改副本，這多個修改副本可能會相互覆蓋，致使修改丟失。所以，Oracle等數據庫一般會引入版本檢查機制。即增長一個版本號字段，來檢測是否存在併發修改。類似的版本控制機制存在於CVS、SVN等版本控制工具中。 
在咱們的Copy On Write Map中，咱們只須要讓新數據覆蓋舊數據就能夠了，所以不須要考慮版本控制的問題。這就大大簡化了咱們的實現。 
基本思路就是讓讀和寫操做分別在不一樣的Map上進行，每次寫完以後，再把兩個Map同步。代碼以下： 
Java代碼 

1. /*
2. * Copy On Write Map
3. *
4. * Write is expensive.
5. * Read is fast as pure HashMap.
6. *
7. * Note: extra info is removed for free use
8. */
9. import java.lang.Compiler;
10. import java.util.Collection;
11. import java.util.Map;
12. import java.util.Set;
13. import java.util.HashMap;
14. import java.util.Collections;
15. public class ReadWriteMap implements Map {
16. protected volatile Map mapToRead = getNewMap();
17. // you can override it as new TreeMap();
18. protected Map getNewMap(){
19. return new HashMap();
20. }
21. // copy mapToWrite to mapToRead
22. protected Map copy(){
23. Map newMap = getNewMap();
24. newMap.putAll(mapToRead);
25. return newMap;
26. }
28. // read methods
29. public int size() {
30. return mapToRead.size();
31. }
32. public boolean isEmpty() {
33. return mapToRead.isEmpty();
34. }
36. public boolean containsKey(Object key) {
37. return mapToRead.containsKey(key);
38. }
40. public boolean containsValue(Object value) {
41. return mapToRead.containsValue(value);
42. }
44. public Collection values() {
45. return mapToRead.values();
46. }
48. public Set entrySet() {
49. return mapToRead.entrySet();
50. }
52. public Set keySet() {
53. return mapToRead.keySet();
54. }
56. public Object get(Object key) {
57. return mapToRead.get(key);
58. }
60. // write methods
61. public synchronized void clear() {
62. mapToRead = getNewMap();
63. }
65. public synchronized Object remove(Object key) {
66. Map map = copy();
67. Object o = map.remove(key);
68. mapToRead = map;
69. return o;
70. }
72. public synchronized Object put(Object key, Object value) {
73. Map map = copy();
74. Object o = map.put(key, value);
75. mapToRead = map;
76. return o;
77. }
79. public synchronized void putAll(Map t) {
80. Map map = copy();
81. map.putAll(t);
82. mapToRead = map;
83. }
84. }

這個Map讀取的時候，和普通的HashMap同樣快。 萬艾可：www.weigecheng.com
寫的時候，先把內部Map複製一份，而後在這個備份上進行修改，改完以後，再讓內部Map等於這個修改後的Map。這個方法是同步保護的，避免了同時寫操做。可見，寫的時候，開銷至關大。儘可能使用 putAll() method。