深入了解setifabsent方法

一、setifabsent方法的介紹

setifabsent方法是ConcurrentMap介面中的一種方法，它可以在ConcurrentMap中添加一個鍵-值對，但只有在該鍵不存在時，才能添加成功。如果該鍵已經存在，則setifabsent方法不會添加該鍵-值對。

/**
 * 如果指定的鍵不存在，則將指定的值與鍵關聯。如果該鍵已經存在，則此方法不執行任何操作並返回當前的值。
 *
 * @param key 鍵
 * @param value 值
 * @return 可能為null的之前的價值，如果沒有值映射，則為null
 */
V putIfAbsent(K key, V value);

和put方法的不同點在於setifabsent方法只有在鍵不存在時才會添加值，而put方法無論鍵是否存在都會添加。

二、setifabsent方法的使用場景

setifabsent方法最適用於多線程應用場景，特別是在ConcurrentMap中，多線程同時訪問並修改同一個鍵時，使用setifabsent方法可以保證操作的原子性，避免多個線程同時添加相同的鍵-值對。

另外，setifabsent方法的返回值為之前該鍵的舊值，如果該鍵不存在，則返回null。這個特性可以用於實現一些有用的功能，比如計數器和緩存。

三、使用示例

1. 線程安全的計數器

假設我們需要統計一個網站的訪問次數，考慮以下這段代碼：

ConcurrentHashMap<String, Integer> counter = new ConcurrentHashMap();

public void count(String page) {
    if (counter.containsKey(page)) {
        counter.put(page, counter.get(page) + 1);
    } else {
        counter.put(page, 1);
    }
}

count方法中使用了containsKey、put和get方法，雖然這段代碼看起來沒什麼問題，但由於ConcurrentHashMap是一個線程安全的容器，在多線程並發訪問的情況下，會存在競態條件，從而導致結果不準確。

為了保證計數器的正確性，我們可以使用setifabsent方法，將上面的代碼修改為以下形式：

ConcurrentHashMap<String, Integer> counter = new ConcurrentHashMap();

public void count(String page) {
    Integer count = counter.putIfAbsent(page, 1);
    if (count != null) {
        counter.put(page, count + 1);
    }
}

在使用setifabsent方法後，只有一個線程可以添加相同的鍵-值對，其他線程會被阻塞，直到添加完成，這樣計數器的結果就是準確的了。

2. 線程安全的緩存

如果我們需要實現一個緩存，在多線程並發訪問的情況下，也需要保證緩存的正確性和性能。假設我們使用ConcurrentHashMap作為緩存容器，代碼如下：

ConcurrentHashMap<String, String> cache = new ConcurrentHashMap();

public String get(String key) {
    String value = cache.get(key);
    if (value == null) {
        value = expensiveOperation(key);
        cache.put(key, value);
    }
    return value;
}

private String expensiveOperation(String key) {
    // some expensive operation
}

get方法中使用了get、put和null判斷，這段代碼在單線程環境下沒有問題，但在多線程並發訪問的情況下，會存在競態條件，從而導致緩存結果不準確。

為了保證緩存的正確性和性能，我們可以使用setifabsent方法，將上面的代碼修改為以下形式：

ConcurrentHashMap<String, String> cache = new ConcurrentHashMap();

public String get(String key) {
    String value = cache.get(key);
    if (value == null) {
        String newValue = expensiveOperation(key);
        value = cache.putIfAbsent(key, newValue);
        if (value == null) {
            value = newValue;
        }
    }
    return value;
}

private String expensiveOperation(String key) {
    // some expensive operation
}

在使用setifabsent方法後，只有一個線程可以添加相同的鍵-值對，其他線程會被阻塞，直到添加完成，這樣緩存的結果就是準確的了。另外，由於ConcurrentHashMap是線程安全的，所以使用setifabsent方法可以保證緩存的性能。