Java putIfAbsent方法实战案例详解：高效解决并发问题

在Java中，putIfAbsent方法是ConcurrentHashMap类的一个方法，它用于在映射中插入一个键值对，但只有当该键不存在时。如果键已经存在，则不会进行任何操作，并返回与给定键关联的现有值。这个方法在多线程环境下非常有用，因为它可以确保线程安全地添加或更新映射中的元素。

以下是一些使用putIfAbsent方法的案例：

1. 缓存实现： 使用ConcurrentHashMap和putIfAbsent可以实现一个简单的缓存。当需要获取某个数据时，首先检查缓存中是否存在该数据。如果存在，则直接返回；如果不存在，则从数据源（如数据库）获取数据，并将其添加到缓存中。

   public class Cache<K, V> {
       private final ConcurrentHashMap<K, V> cache = new ConcurrentHashMap<>();
   
       public V get(K key) {
           return cache.computeIfAbsent(key, k -> fetchFromDataSource(k));
       }
   
       private V fetchFromDataSource(K key) {
           // 从数据源获取数据的逻辑
           return null;
       }
   }
   

2. 计数器： 可以使用putIfAbsent方法实现一个线程安全的计数器。当需要增加计数器的值时，使用putIfAbsent方法确保同一时间只有一个线程能够更新计数器的值。

   public class Counter {
       private final ConcurrentHashMap<String, Integer> counterMap = new ConcurrentHashMap<>();
   
       public void increment(String key) {
           counterMap.compute(key, (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1);
       }
   
       public int getCount(String key) {
           return counterMap.getOrDefault(key, 0);
       }
   }
   

3. 分布式锁： 在分布式系统中，可以使用putIfAbsent方法实现一个简单的分布式锁。当一个节点需要获取锁时，它会尝试使用putIfAbsent方法在共享映射中插入一个锁标记。如果插入成功，则该节点获得了锁；否则，说明其他节点已经持有锁，当前节点需要等待。

   public class DistributedLock {
       private final ConcurrentHashMap<String, String> lockMap = new ConcurrentHashMap<>();
   
       public boolean tryLock(String lockKey) {
           String existingLock = lockMap.putIfAbsent(lockKey, lockKey);
           return existingLock == null;
       }
   
       public void unlock(String lockKey) {
           lockMap.remove(lockKey);
       }
   }
   

4. 单例模式： 使用putIfAbsent方法可以实现线程安全的懒汉式单例模式。当需要获取单例对象时，首先检查映射中是否已经存在该对象。如果不存在，则创建一个新对象并将其添加到映射中；如果存在，则直接返回已有的对象。

   public class Singleton {
       private static final ConcurrentHashMap<String, Singleton> instances = new ConcurrentHashMap<>();
   
       private Singleton() {}
   
       public static Singleton getInstance(String key) {
           return instances.computeIfAbsent(key, k -> new Singleton());
       }
   }
   

这些案例展示了putIfAbsent方法在不同场景下的应用，可以帮助你更好地理解和使用这个方法。