Java 单写多读原语映射

我正在尝试用Java编写一个actor实现。我的设计需要一个高性能的map数据结构，用于查找特定参与者计划在哪个线程上。查找是使用int id完成的。所有参与者都有单独的id。我有以下要求：

i） 键是基本整数，而不是整数类

ii）值也是原语。值只能包含在数据结构实例化之前已知的几个数字。值只是线程/核心的id，因此它可以是短的。线程数小于机器上的内核数，因此不能达到非常高的数目

iii）地图由单线程写入，但从多线程读取。我希望我的实现是无锁的，没有任何共享（false或其他）。因此，读取不应涉及对非线程本地内存的任何写入

iv）使用map进行查找的多个读卡器线程的读取将大大超过写入（通过单个线程）的数量

v） 所需的主要操作包括：

Set（key，value）

和

delete（key，value）

始终从单个writer线程调用。大多数设置的键最终也会被删除，所以在多次删除后性能不会下降。新的键（参与者ID）将使用递增的整数生成，并表示参与者的创建。删除密钥（参与者id）表示该参与者已退出，并且永远不会复活。这也意味着一个键一旦被删除，就再也不会被设置。重要的是，我们不要在映射中积累死空间，因为将发生删除（参与者退出）

Get（key）

从读卡器线程调用

vi）操作

get（key）

需要

最终保持一致

，但需要注意一些事项。假设writer线程已将对key1->value1更改为key1->value2。如果其中一个读卡器执行get（键1）并仍然接收value1，则这不是问题。最终它应该会变得有价值。如果writer线程删除了对key1->value1，并且读取器线程上的get（key1）仍然返回value1，也可以。实际上，我的意思是Java的

putOrderedObject/lazySet/getObjectVolatile

，或者C++11的

std:：memory\u order\u released/std:：memory\u order\u acquire/std:：memory\u order\u release

可以合并。另一方面，如果确实设置了值，

get（key1）

不应返回空值（比如-1）。如果

get（key1）

返回空值以满足此要求，我可以调用

getStrict（key1）

操作

我不直接使用图书馆的原因有：

i） Java集合：它们需要包装类，因此无法满足我的目标（i）和（ii）

ii）Trove、FastUtil等：它们有原始地图，但不提供任何并发访问设施。它们也不会针对稀疏范围内的值进行优化—在我的例子中，核心数是多少

iii）Java ConcurrentHashMap/ConcurrentSkipListMap：它们需要包装类，并且不针对单个编写器、多个读取器用例进行优化

我意识到这些要求很多，因此，如果答案解决了其中一些问题，而对其他一些问题仍然模棱两可，那就好了。给我指点设计的源代码或注释会很好。任何关于取舍的解释都是额外的好处，因为我正在努力学习如何捕鱼

如果我把我的详细要求归结为几个问题，它们可能是：

i） 如何针对单个编写器/多个读取器用例进行优化

ii）如何设计

get（key）

和

getStrict（key）

操作？这是正确的思考方式吗

iii）如何设计地图以利用递增键和稀疏值范围

iv）我如何以最佳方式处理频繁删除？任何大小调整/重新灰化都需要对读卡器线程立即可见，而不是最终可见

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此外，欢迎使用C++/C++11代码回答任何问题。通过一些研究，我应该能够将大多数std:：atomic操作转换为Java不安全操作。

错误共享只来自多个编写器，因为您只有一个编写器，所以编写器之间的共享不应该有问题

i） 如何针对单个编写器/多个读取器用例进行优化

您不需要为多个读卡器执行任何特殊操作，在这种情况下，每个线程都有一个数据结构的本地副本。单个编写器是最简单（也是最快）的用例

因此，Trove和ConcurrentMaps都可以很好地实现这一点。顺便说一句，ConcurrentMap还针对多个编写器进行了优化

ii）如何设计get（key）和getStrict（key）操作？这是正确的思考方式吗

您描述的是并发集合现在是如何工作的。我不清楚getStrict有什么不同之处

iii）如何设计地图以利用递增键和稀疏值范围

如果您有普通的递增键，也许环形缓冲区是更好的选择。如果您有

稀疏值

则只需存储该值

iv）我如何以最佳方式处理频繁删除

根据您的操作，环形缓冲区对于删除非常有效。要考虑的主要问题是有一个内存/对象循环策略。这将减少重新分配和垃圾收集的成本

任何大小调整/重新灰化都需要对读卡器线程立即可见，而不是最终可见

如果值最终可以是c