java 原子操作判重

原创

mob64ca12e2ba6f 2024-09-18 05:34:21 ©著作权

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者mob64ca12e2ba6f的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

Java 原子操作判重的实现指南

在软件开发中，判重是一项常见且重要的需求，尤其在处理并发访问时。Java提供了一系列的原子操作工具，可以帮助我们安全地进行判重操作。本文将通过一个简单的示例来介绍如何在Java中实现原子操作判重。

实现流程

首先，让我们分解实现过程为几个步骤，以便更清晰地理解整件事情的流程：

步骤	描述
1.	创建一个线程安全的集合来存储要判重的数据。
2.	编写一个方法，用于尝试添加数据，如果数据已经存在则返回失败信息。
3.	在多个线程中并发执行添加操作，模拟高并发环境。
4.	输出最终的集合内容，验证是否成功判重。

接下来，我们开始实现这些步骤。

步骤详解与代码示例

步骤 1: 创建线程安全的集合

我们需要一个可以安全地在多线程环境中读取和写入的集合。这里我们使用 ConcurrentHashMap，因为它提供了高效的并发访问。

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class UniqueStore {
    // 使用 ConcurrentHashMap 来保持线程安全
    private ConcurrentHashMap<String, Boolean> store = new ConcurrentHashMap<>();
    
    // 其他方法将在此处定义
}

步骤 2: 编写添加方法

我们将创建一个方法，尝试添加新的数据。如果数据已经存在，方法将返回一个失败消息；否则，数据将成功写入集合。

public String addItem(String item) {
    // 在 ConcurrentHashMap 中用 putIfAbsent 方法添加元素
    Boolean existing = store.putIfAbsent(item, Boolean.TRUE);
    if (existing == null) {
        return "Item added: " + item; // 添加成功
    } else {
        return "Item already exists: " + item; // 项目已存在
    }
}

步骤 3: 测试并发操作

我们可以通过创建多个线程来测试我们的 addItem 方法，从而模拟高并发环境。

public void runTest() {
    // 创建 10 个线程同时试图添加相同元素
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        new Thread(() -> {
            String result = addItem("item1"); // 所有线程都在添加同一个元素
            System.out.println(result);
        }).start();
    }
}

步骤 4: 查看最终集合内容

最后，我们需要查看 store 中存储的元素，以验证判重的正确性。

public void printStore() {
    // 打印集合中的所有元素
    System.out.println("Final store contents: " + store.keySet());
}

类图

下面是 UniqueStore 类的类图，用于展示类及其功能。

classDiagram
    class UniqueStore {
        -ConcurrentHashMap<String, Boolean> store
        +String addItem(String item)
        +void runTest()
        +void printStore()
    }

完整代码

将以上所有代码整合成一个完整的示例：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class UniqueStore {
    private ConcurrentHashMap<String, Boolean> store = new ConcurrentHashMap<>();

    public String addItem(String item) {
        Boolean existing = store.putIfAbsent(item, Boolean.TRUE);
        if (existing == null) {
            return "Item added: " + item;
        } else {
            return "Item already exists: " + item;
        }
    }

    public void runTest() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                String result = addItem("item1");
                System.out.println(result);
            }).start();
        }
    }

    public void printStore() {
        System.out.println("Final store contents: " + store.keySet());
    }

    public static void main(String[] args) {
        UniqueStore uniqueStore = new UniqueStore();
        uniqueStore.runTest();
        
        // 等待线程完成
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        uniqueStore.printStore();
    }
}