这是java高并发系列第26篇文章。
环境:jdk1.8。
本文内容
- 了解JUC常见集合,学会使用
- ConcurrentHashMap
- ConcurrentSkipListMap
- ConcurrentSkipListSet
- CopyOnWriteArraySet
- 介绍Queue接口
- ConcurrentLinkedQueue
- CopyOnWriteArrayList
- 介绍Deque接口
- ConcurrentLinkedDeque
JUC集合框架图
Map
ConcurrentHashMap
功能和HashMap基本一致,内部使用红黑树实现的。
特性:
- 迭代结果和存入顺序不一致
- key和value都不能为空
- 线程安全的
ConcurrentSkipListMap
内部使用跳表实现的,放入的元素会进行排序,排序算法支持2种方式来指定:
- 通过构造方法传入一个
Comparator
- 放入的元素实现
Comparable
接口
上面2种方式必选一个,如果2种都有,走规则1。
特性:
- 迭代结果和存入顺序不一致
- 放入的元素会排序
- key和value都不能为空
- 线程安全的
List
CopyOnWriteArrayList
实现List的接口的,一般我们使用ArrayList、LinkedList、Vector
,其中只有Vector是线程安全的,可以使用Collections静态类的synchronizedList方法对ArrayList、LinkedList包装为线程安全的List,不过这些方式在保证线程安全的情况下性能都不高。
CopyOnWriteArrayList是线程安全的List,内部使用数组存储数据,集合中多线程并行操作一般存在4种情况:读读、读写、写写、写读,这个只有在写写操作过程中会导致其他线程阻塞,其他3种情况均不会阻塞
,所以读取的效率非常高。
可以看一下这个类的名称:CopyOnWrite,意思是在写入操作的时候,进行一次自我复制,换句话说,当这个List需要修改时,并不修改原有内容(这对于保证当前在读线程的数据一致性非常重要),而是在原有存放数据的数组上产生一个副本,在副本上修改数据,修改完毕之后,用副本替换原来的数组,这样也保证了写操作不会影响读。
特性:
- 迭代结果和存入顺序一致
- 元素不重复
- 元素可以为空
- 线程安全的
- 读读、读写、写读3种情况不会阻塞;写写会阻塞
- 无界的
Set
ConcurrentSkipListSet
有序的Set,内部基于ConcurrentSkipListMap实现的,放入的元素会进行排序,排序算法支持2种方式来指定:
- 通过构造方法传入一个
Comparator
- 放入的元素实现
Comparable
接口
上面2种方式需要实现一个,如果2种都有,走规则1
特性:
- 迭代结果和存入顺序不一致
- 放入的元素会排序
- 元素不重复
- 元素不能为空
- 线程安全的
- 无界的
CopyOnWriteArraySet
内部使用CopyOnWriteArrayList实现的,将所有的操作都会转发给CopyOnWriteArrayList。
特性:
- 迭代结果和存入顺序不一致
- 元素不重复
- 元素可以为空
- 线程安全的
- 读读、读写、写读 不会阻塞;写写会阻塞
- 无界的
Queue
Queue接口中的方法,我们再回顾一下:
插入 | add(e) | offer(e) |
移除 | remove() | poll() |
检查 | element() | peek() |
3种操作,每种操作有2个方法,不同点是队列为空或者满载时,调用方法是抛出异常还是返回特殊值,大家按照表格中的多看几遍,加深记忆。
ConcurrentLinkedQueue
高效并发队列,内部使用链表实现的。
特性:
- 线程安全的
- 迭代结果和存入顺序一致
- 元素可以重复
- 元素不能为空
- 线程安全的
- 无界队列
Deque
先介绍一下Deque接口,双向队列(Deque)是Queue的一个子接口,双向队列是指该队列两端的元素既能入队(offer)也能出队(poll),如果将Deque限制为只能从一端入队和出队,则可实现栈的数据结构。对于栈而言,有入栈(push)和出栈(pop),遵循先进后出原则。
一个线性 collection,支持在两端插入和移除元素。名称 deque 是“double ended queue(双端队列)”的缩写,通常读为“deck”。大多数 Deque
实现对于它们能够包含的元素数没有固定限制,但此接口既支持有容量限制的双端队列,也支持没有固定大小限制的双端队列。
此接口定义在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式:一种形式在操作失败时抛出异常,另一种形式返回一个特殊值(null
或 false
,具体取决于操作)。插入操作的后一种形式是专为使用有容量限制的 Deque
实现设计的;在大多数实现中,插入操作不能失败。
下表总结了上述 12 种方法:
抛出异常 | 特殊值 | 抛出异常 | 特殊值 | |
插入 | addFirst(e) | offerFirst(e) | addLast(e) | offerLast(e) |
移除 | removeFirst() | pollFirst() | removeLast() | pollLast() |
检查 | getFirst() | peekFirst() | getLast() | peekLast() |
此接口扩展了 Queue
接口。在将双端队列用作队列时,将得到 FIFO(先进先出)行为。将元素添加到双端队列的末尾,从双端队列的开头移除元素。从 Queue
接口继承的方法完全等效于 Deque
方法,如下表所示:
此接口扩展了 Queue
接口。在将双端队列用作队列时,将得到 FIFO(先进先出)行为。将元素添加到双端队列的末尾,从双端队列的开头移除元素。从 Queue
接口继承的方法完全等效于 Deque
方法,如下表所示:
add(e) | addLast(e) |
offer(e) | offerLast(e) |
remove() | removeFirst() |
poll() | pollFirst() |
element() | getFirst() |
peek() | peekFirst() |
ConcurrentLinkedDeque
实现了Deque接口,内部使用链表实现的高效的并发双端队列。
特性:
- 线程安全的
- 迭代结果和存入顺序一致
- 元素可以重复
- 元素不能为空
- 线程安全的
- 无界队列
BlockingQueue
关于阻塞队列,上一篇有详细介绍,可以看看:掌握JUC中的阻塞队列
java高并发系列目录
- 第1天:必须知道的几个概念
- 第2天:并发级别
- 第3天:有关并行的两个重要定律
- 第4天:JMM相关的一些概念
- 第5天:深入理解进程和线程
- 第6天:线程的基本操作
- 第7天:volatile与Java内存模型
- 第8天:线程组
- 第9天:用户线程和守护线程
- 第10天:线程安全和synchronized关键字
- 第11天:线程中断的几种方式
- 第12天JUC:ReentrantLock重入锁
- 第13天:JUC中的Condition对象
- 第14天:JUC中的LockSupport工具类,必备技能
- 第15天:JUC中的Semaphore(信号量)
- 第16天:JUC中等待多线程完成的工具类CountDownLatch,必备技能
- 第17天:JUC中的循环栅栏CyclicBarrier的6种使用场景
- 第18天:JAVA线程池,这一篇就够了
- 第19天:JUC中的Executor框架详解1
- 第20天:JUC中的Executor框架详解2
- 第21天:java中的CAS,你需要知道的东西
- 第22天:JUC底层工具类Unsafe,高手必须要了解
- 第23天:JUC中原子类,一篇就够了
- 第24天:ThreadLocal、InheritableThreadLocal(通俗易懂)
- 第25天:掌握JUC中的阻塞队列
java高并发系列连载中,总计估计会有四五十篇文章。
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