核心.cache 中的多线程缓存竞态

Question

我们最近在一个网络环境中部署了 core.cache，并发现存在多线程访问的缓存竞态。虽然事后看来很明显，但文档中对“竞态”的提及让我认为这已被处理。

在Slack的帮助下，我这里有一个复制的示例

(let [thread-count 20
      cache-atom (-> {}
                   (cache/ttl-cache-factory :ttl 120000)
                   (cache/lu-cache-factory :threshold 100)
                   (atom))
      latch (java.util.concurrent.CountDownLatch. thread-count)
      invocations-counter (atom 0)]
 (doseq [i (range thread-count)]
   (println "starting thread" i)
   (.start (Thread. (fn []
                     (cache-wrapped/lookup-or-miss cache-atom "my-key"
                                                   (fn [k]
                                                     (swap! invocations-counter inc)
                                                     (Thread/sleep 3000)
                                                     "some value"))
                     (.countDown latch)))))

 (.await latch)
 (deref invocations-counter))

我预计调用计数器会是 1，但它实际上是 20（每个线程一次）。

Comments

根据使用 core.memoize 的建议，这样可以按预期工作

    (let [thread-count 20
          invocations-counter (atom 0)
          expensive-function (fn [k]
                    (swap! invocations-counter inc)
                    (Thread/sleep 3000)
                    (str "value-" k))
          cache (-> {}
                  (cache/ttl-cache-factory :ttl 120000)
                  (cache/lu-cache-factory :threshold 100))
          memoized-function (memoize/memoizer expensive-function cache)
          latch (java.util.concurrent.CountDownLatch. thread-count)]
         (&doseq [i (range thread-count)]
           (&println "starting thread" i)
           (&.start (Thread. (&fn []
                         (&memoized-function "my-key"))
                         (&.countDown latch)))))

     (&.await latch)
     (&assert (= 1 (deref invocations-counter))))

Answer 1

登录为https://clojure.atlassian.net/browse/CCACHE-65

Comments

谢谢，Alex！

Answer 2

确实存在一个并发问题，lookup-or-miss 在第 57 行和 67 行通过 swap! 将延迟值插入缓存。这个延迟只能执行一次，然而 当许多线程同时发生相同的缓存未命中时，许多线程会
获取这个值。结果在值被插入缓存之前会有许多次的执行。

https://github.com/clojure/core.cache/blob/master/src/main/clojure/clojure/core/cache/wrapped.clj#L57
https://github.com/clojure/core.cache/blob/master/src/main/clojure/clojure/core/cache/wrapped.clj#L67

为了解决这个问题，wrapped 命名空间将需要在缓存中存储延迟，并且只在检索时解除引用这些延迟。

当前版本的解决方案是自己进行这个包装

;; clj -Sdeps '{:deps {org.clojure/core.cache {:mvn/version "1.0.225"}}}'

(require '[clojure.core.cache :as cache]
         '[clojure.core.cache.wrapped :as cache-wrapped])

(let [thread-count 20
      cache-atom (-> {}
                   (cache/ttl-cache-factory :ttl 120000)
                   (cache/lu-cache-factory :threshold 100)
                   (atom))
      latch (java.util.concurrent.CountDownLatch. thread-count)
      invocations-counter (atom 0)]
 (doseq [i (range thread-count)]
   (println "starting thread" i)
   (.start (Thread. (fn []
                     ;; Deref the outcome
                     @(cache-wrapped/lookup-or-miss cache-atom "my-key"
                                                   (fn [k]
                                                     ;; Put the action in a delay
                                                     (delay
                                                       (swap! invocations-counter inc)
                                                       (Thread/sleep 3000)
                                                       "some value")))
                     (.countDown latch)))))

 (.await latch)
 (deref invocations-counter))

Comments

我认为不破坏现有代码很难解决这个问题，因为API的每条路径都必须包装/展开这些新的延迟 -- 包括 seeds 需要包装提供给基本结构的每个值，这可能是一个已经组合的缓存数据结构。