Потокобезопасные мультитоны в Java

Обновление: с Java 8 это может быть еще проще:

public class Multiton {
    private static final ConcurrentMap<String, Multiton> multitons = new ConcurrentHashMap<>();

    private final String key;
    private Multiton(String key) { this.key = key; }

    public static Multiton getInstance(final String key) {
        return multitons.computeIfAbsent(key, Multiton::new);
    }
}

МММ, это хорошо!

---

ОРИГИНАЛЬНЫЙ ОТВЕТ

Это решение, которое строится на шаблоне Memoizer, как описано в JCiP. Он использует ConcurrentHashMap, как и один из других ответов, но вместо хранения непосредственно многотонных экземпляров, что может привести к созданию неиспользуемых экземпляров, он хранит вычисления, которые приводят к созданию многотонных экземпляров. Этот дополнительный слой решает проблему неиспользуемые экземпляры.

public class Multiton {

    private static final ConcurrentMap<Integer, Future<Multiton>> multitons = new ConcurrentHashMap<>();
    private static final Callable<Multiton> creator = new Callable<Multiton>() {
        public Multiton call() { return new Multiton(); }
    };

    private Multiton(Strnig key) {}

    public static Multiton getInstance(final Integer key) throws InterruptedException, ExecutionException {
        Future<Multiton> f = multitons.get(key);
        if (f == null) {
            FutureTask<Multiton> ft = new FutureTask<>(creator);
            f = multitons.putIfAbsent(key, ft);
            if (f == null) {
                f = ft;
                ft.run();
            }
        }
        return f.get();
    }
}

Вы можете использовать массив блокировок, чтобы, по крайней мере, иметь возможность получать разные экземпляры одновременно:

private static final Multiton[] instances = new Multiton[...];
private static final Object[] locks = new Object[instances.length];

static {
    for (int i = 0; i < locks.length; i++) {
        locks[i] = new Object();
    }
}

private Multiton(...) {
    //...
}

public static Multiton getInstance(int which) {
    synchronized(locks[which]) {
        if(instances[which] == null) {
            instances[which] = new Multiton(...);
        }
        return instances[which];
    }
}

С появлением Java 8 и некоторыми улучшениями в ConcurrentMap и lambdas теперь можно реализовать Multiton (и, вероятно, даже Singleton) гораздо более аккуратным способом:

public class Multiton {
  // Map from the index to the item.
  private static final ConcurrentMap<Integer, Multiton> multitons = new ConcurrentHashMap<>();

  private Multiton() {
    // Possibly heavy construction.
  }

  // Get the instance associated with the specified key.
  public static Multiton getInstance(final Integer key) throws InterruptedException, ExecutionException {
    // Already made?
    Multiton m = multitons.get(key);
    if (m == null) {
      // Put it in - only create if still necessary.
      m = multitons.computeIfAbsent(key, k -> new Multiton());
    }
    return m;
  }
}

Я подозреваю-хотя это заставило бы меня чувствовать себя некомфортно - что getInstance можно было бы далее свести к минимуму:

// Get the instance associated with the specified key.
public static Multiton getInstance(final Integer key) throws InterruptedException, ExecutionException {
  // Put it in - only create if still necessary.
  return multitons.computeIfAbsent(key, k -> new Multiton());
}

Вы ищете AtomicReferenceArray.

public class Multiton {
  private static final AtomicReferenceArray<Multiton> instances = new AtomicReferenceArray<Multiton>(1000);

  private Multiton() {
  }

  public static Multiton getInstance(int which) {
    // One there already?
    Multiton it = instances.get(which);
    if (it == null) {
      // Lazy make.
      Multiton newIt = new Multiton();
      // Successful put?
      if ( instances.compareAndSet(which, null, newIt) ) {
        // Yes!
        it = newIt;
      } else {
        // One appeared as if by magic (another thread got there first).
        it = instances.get(which);
      }
    }

    return it;
  }
}