Concurrency 如何自动检查映射中是否存在密钥，如果不存在则添加它'；不存在

我试图生成一个在我的映射（atom）中不存在的新密钥，然后立即将其添加到我的映射并返回密钥。但是，对密钥的检查和更新并不是自动完成的。我想知道如何以原子的方式实现这一点，从而确保并发的安全性

理想情况下，此密钥足够短，可以键入，但很难猜测（因此用户可以创建会话，他/她的朋友可以使用该密钥加入）。所以0,1,2,3。。。不理想，因为用户可以尝试进入会话n-1。像UUID这样不用担心碰撞的东西也不理想。我本来打算生成一个短随机字符串（例如“udibwi”），但我在下面的代码片段中使用了

rand int 25

，以简化问题

我写了一个函数，随机生成一个键。它检查地图是否包含它。如果已经存在，请尝试使用新密钥。如果没有，请将其与我的地图关联，然后返回密钥

这是可行的，但我认为对于多线程来说并不安全。有没有一种使用原子的方法，或者有更好的方法

(defonce sessions (atom {}))

(defn getNewSessionId []
  (let [id (rand-int 25)]
    (if (contains? @sessions id) 
      (createNewId) 
      (do 
        (swap! sessions assoc id "")
        id))))

---

你想一下子做的太多了。让一个函数生成一个ID并更新原子会使事情变得复杂。我将其分解为三个函数：

• 基于现有映射生成ID的函数
• 使用上述函数更新普通、不可变映射的函数
• 一个更新atom的函数（尽管在实现前两个函数之后这将非常简单，可能根本不需要）

比如：

; Notice how this doesn't deal with atoms at all
(defn generate-new-id [old-map]
  (let [new-id (rand-int 25)]
    (if (old-map new-id) ; or use "contains?"
      (recur old-map) ; Using "recur" so we don't get a StackOverflow
      new-id)))

; Also doesn't know anything about the atom
(defn assoc-new-id [old-map]
  (let [new-id (generate-new-id old-map)]
    (assoc old-map new-id "")))

(defonce data (atom {}))

(defn swap-new-id! []
  (swap! data assoc-new-id))

主要变化：

• 所有可以从原子交换逻辑中移除的东西都被转移到了它自己的功能中。这允许您将处理所有逻辑的函数传递给

  swap并且它将被原子化处理
  

• Clojure使用dash case，而不是camelCase

• 我使用了

  recur

  而不是实际的递归，这样在强制执行ID时就不会出现

  StackOverflow

当然，如果剩下的可用ID数量很小，这会遇到问题。它可能需要很长时间才能通过暴力“找到”可用的ID。您最好使用一个由

atom

支持的“生成器”，以原子方式从0开始生成ID：

(defn new-id-producer []
  (atom -1))

(defn generate-id [producer]
  (swap! producer inc)) ; "swap!" returns the new value that was swapped in

(let [producer (new-id-producer)]
 ; Could be run on multiple threads at once
 (doseq [id (repeatedly 5 #(generate-id producer))]
   (println id))) 
0
1
2
3
4
=> nil

我试图编写一个同时在多个线程上操作的示例：

(let [producer (new-id-producer)

      ; Emulate the "consumption" of IDs
      consume (fn []
                (doseq [id (repeatedly 20 #(generate-id producer))]
                  (println (.getId (Thread/currentThread)) id)))]

  (doto (Thread. consume)
        (.start))

  (doto (Thread. consume)
        (.start)))

37 0
3738 1
38 3
38 4
38 5
38 6
38 7
38 8
38 9
38 10
38 11
38 12
38 13
38 14
38 15
38 16
38 17
38 18
38 19
38 20
38 21
 2
37 22
37 23
37 24
37 25
37 26
37 27
37 28
37 29
37 30
37 31
37 32
37 33
37 34
37 35
37 36
37 37
37 38
37 39

但打印到outstream的不同步性使输出变得一团糟。但是，如果您稍微斜视一下，您可以看到线程（线程ID为37和38）正在轮换

---

如果您需要返回新ID，我所知道的唯一不涉及

锁定的干净方法是使用第二个atom从交换函数中获取返回的ID。这需要清除
关联新id
：

(defn generate-new-id [old-map]
  (let [new-id (rand-int 25)]
    (if (old-map new-id)
      (recur old-map)
      new-id)))

(defn swap-new-id! [old-map]
  (let [result-atom (atom nil)]

    (swap! data (fn [m]
                  (let [id (generate-new-id m)]
                    (reset! result-promise id) ; Put the ID in the result atom
                    (assoc m id ""))))

    @result-promise)) ; Then retrieve it here

或者，如果一个非常低效的解决方案很好，并且您使用的是Clojure 1.9.0，那么您只需搜索地图，找到使用
Clojure.set.difference添加的键即可：

(defn find-new-id [old-map new-map]
  (clojure.set/difference (set (keys new-map))
                          (set (keys old-map))))

(defn swap-new-id! []
  (let [[old-map new-map] (swap-vals! data assoc-new-id)] ; New in 1.9.0
    (find-new-id new-map old-map)))

但同样，这是非常低效的。每个地图需要两次迭代。
能否请您更新您的问题，并说明您尝试这样做的原因？几乎可以肯定，有比你提出的更好的解决方案

如果您真的想为地图生成唯一的关键点，有两个简单的答案

（1） 对于协调键，可以使用
atom
保存生成的最后一个键的整数

(def last-map-key (atom 0))
(defn new-map-key (swap! last-map-key inc))

保证生成唯一的新映射密钥

（2） 对于不协调的键，请使用UUID

（3） 如果你真的坚持原来的算法，你可以使用Clojure
ref
，但这是对其预期用途的滥用。
你也可以存储关于哪个id是原子中最后一个id的信息

(defonce data
  (atom {:sessions {}
         :latest-id nil}))

(defn generate-session-id [sessions]
  (let [id (rand-int 25)]
    (if (contains? sessions id)
      (recur sessions)
      id)))

(defn add-new-session [{:keys [sessions] :as data}]
  (let [id (generate-session-id sessions)]
    (-> data
        (assoc-in [:sessions id] {})
        (assoc :latest-id id))))

(defn create-new-session! []
  (:latest-id (swap! data add-new-session)))

如Carcigenicate所示，通过使用
交换VAL它可以从之前和之后的状态派生，但只保留它更简单。
传递给
交换的函数中发生的任何事情都可能重复是原子的和线程安全的。只需将比
assoc
更智能的函数传递到
swap
@JaredSmith我正在考虑将一个包含id生成逻辑的函数传递给
swap。但是，
swap
返回交换的值，那么有没有干净的方法来获取新id？我将在晚上昏倒，因此如果您有任何问题，很遗憾，我将在约9小时内无法回答。感谢您提供有关Clojure的详细编写和提示！我试图解决的一个关键问题是，我想返回新的id，但我没有很好地传达这一点。因此，有没有一种方法可以使交换新id！返回新id？@AnuBandi在底部更新了几个可能的解决方案。不过我同意艾伦的看法。这导致了丑陋的代码，这一事实表明，您正在尝试做的事情是错误的。当您编写了更多代码时，您可能希望将其提交给code Review或Reddit的Clojure subreddit，以获得完全替代的方法。请确保我理解，承诺的解决方案是安全的，因为所有数据访问都在匿名函数中。和
交换
将确保以原子方式完成此操作，或者重试，以便结果承诺始终具有插入的id。我们可以在本地变量中使用
而不是在这里使用promise吗？“效率更高吗？”阿努班迪说，我实际上必须更新我的答案。我意识到，
promise
实际上不能在这里使用；你需要使用原子。交换功能可能会运行多次以解决冲突，但承诺只能交付一次。我必须在下一次休息或回家时这样做。对不起，那是我愚蠢的疏忽。解决方法就是使
承诺成为
原子，并改变
交付