Java 等待多个并行线程中的一个线程完成

以下是正在发生的事情的简要描述-

执行场景：

搜索请求

-->

检查此请求的缓存中是否存在数据

-->

如果缓存中存在数据，则从缓存中获取数据，否则从数据库中获取数据并将数据放入缓存中

对于以下场景，这项工作很好

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下面是一个按顺序接收请求的场景

第一个请求请求-->检查缓存（不存在，因为这是第一个请求）-->从数据库获取并放入缓存

第二个请求请求-->检查缓存（数据存在，因为前一个请求已使缓存中的数据可用）

第三个请求请求

-->

检查缓存（数据仍然存在）

第四个请求请求

-->

检查缓存（数据仍然存在）

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但是，如果多个线程同时请求数据，则会失败

这里是一个并行接收请求的场景（同时）

第一个请求请求-->检查缓存（不存在，因为这是第一个请求）-->从数据库获取并放入缓存

第二个请求请求

-->

检查缓存（不存在，因为这是第一个请求）-->从数据库获取并放入缓存

第三个请求请求

-->

检查缓存（不存在，因为这是第一个请求）-->从数据库获取并放入缓存

第四个请求请求

-->

检查缓存（不存在，因为这是第一个请求）-->从数据库获取并放入缓存

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你发现问题了吗？每个线程都在访问数据库

我没有使用任何同步块，因为这将使它成为顺序执行，对吗

如何避免这个问题，使只有一个线程命中数据库，而另一个线程从缓存中拾取数据（特别是在并行执行的情况下）？他们是否已经存在解决这些问题的模式

我知道我把线程和请求混合在一起，但它们本质上是一样的

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如果这个问题看起来不好，请随意修改它的标题。

您可以使用双重检查锁定（）来确保只有一个线程写入缓存，而其他线程仅使用缓存进行读取。

这个问题提醒我关于延迟初始化的单例模式。如果没有进行同步，则第一个并行线程可以创建多个实例，从而破坏模式的目标

你可以从解决单身问题的方法中获得灵感

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由于缓存可能很棘手并且充满陷阱，我建议使用第三方缓存实现。例如，已经处理并发问题，应该对您很方便。

第一个看到对象在缓存中不存在的线程创建特殊类（一种未来）的临时对象并将其放置在哈希表中。然后启动数据库查询

后续线程看到临时对象，不查询数据库，而是排队等待结果出现

第一个线程从DB获取结果并通知其他线程

临时对象类可以从头创建，也可以基于guava的SettableFuture、java8 CompletableFuture或java5 FutureTask

附录

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为了确保只有一个并发线程开始DB抓取，当线程测试缓存并插入临时对象时，应该锁定整个缓存。因此，访问不同密钥的线程相互竞争。如果访问率高，导致性能下降，则可能会有所帮助。它解释了缓存可以以并行方式进行测试。对于您的任务，应该更新解决方案，以便将获取的数据放入缓存。

我真的不确定您的问题与延迟初始化有什么相似之处。我认为你的问题可以用非常简单的方法解决。要使其并行，可以使用ReadWriteLocks，如：

private final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
private final Lock cacheReadLock  = readWriteLock.readLock();
private final Lock dbWriteLock = readWriteLock.writeLock();

当您从DB更新缓存时，请使用writelock（dbWriteLock），当您刚从缓存读取时，请使用simple readlock（cacheReadLock）。希望能有帮助。

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如果您希望我添加更多代码示例，请随意评论。

使用原子整数（say counter）（初始化为零）并将其传递给所有工作线程。 任何线程在缓存检查之后和进入数据库之前到达代码点的，都将被调用如下所示：

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请确保仅当缓存为空时才会调用此（等待并通知）代码

另一个简单的解决方案是执行类似双重检查锁定的操作，我们使用它来创建单例设计模式。我知道您担心要避免同步，但是使用双重检查空锁之类的方法只允许一个线程进入同步，而另一个线程将等待任务完成

if (fetchFromCache() == null) {
    synchronized(this) { // or any monitor lock of choice
          if(fetchFromCache == null) {
                  // code to call db and fill cache data
         }
     }
}
return fetchFromCache(); // this call will never be null

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synchronized

是一个关键字，用于标记一个特定的代码块，该代码块一次只能由一个线程使用-其思想不是使所有的

同步化，而是使关键部分同步化。你说的是一次一个线程，这正是我想要避免的。“第一个看到对象的线程在缓存中不存在”否，如果所有线程同时启动，则它们都是第一个线程。这是解决方案的良好开端，但需要进行一些微调。缓存未命中后，必须在缓存上执行原子
putIfAbsent（promise）
，并且只有获胜的线程继续进行DB抓取。@Marko Topolnik是的，我扩展了我的答案。虽然此链接可以回答问题，但最好在此处包含答案的基本部分，并提供链接供参考。如果链接页面发生更改，仅链接的答案可能无效。-谢谢你的意见。我相应地修改了答案
if (fetchFromCache() == null) {
    synchronized(this) { // or any monitor lock of choice
          if(fetchFromCache == null) {
                  // code to call db and fill cache data
         }
     }
}
return fetchFromCache(); // this call will never be null