java中并發(fā)容器J.U.C怎么用

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并發(fā)容器是JDK提供的一個(gè)包名：java.util.concurrent

ArrayList -> CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是線程安全的，寫(xiě)操作時(shí)復(fù)制，當(dāng)有新元素添加到CopyOnWriteArrayList時(shí)先從原有的list中拷貝出來(lái)，然后在新的list上寫(xiě)操作，寫(xiě)完之后將原來(lái)的list指向新的list，整個(gè)操作都是在鎖的保護(hù)下進(jìn)行的，這樣做為了防止多線程下多個(gè)add操作時(shí)產(chǎn)生多個(gè)副本，導(dǎo)致最終的數(shù)據(jù)不是我們期望的。

CopyOnWriteArrayList有幾個(gè)缺點(diǎn)：

1. 由于寫(xiě)操作時(shí)需要拷貝數(shù)組，因此比較消耗內(nèi)存。當(dāng)元素內(nèi)容比較多時(shí)會(huì)導(dǎo)致Full GC

2. 不能用于實(shí)時(shí)讀的場(chǎng)景，拷貝數(shù)組需要時(shí)間，所以調(diào)用一個(gè)set操作后，讀取到的數(shù)據(jù)還可能是舊的，雖然能做到最終一致性，但是無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性要求。因此CopyOnWriteArrayList更適合讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景。如果不清楚add或者set多少次操作，這個(gè)CopyOnWriteArrayList最好慎用。

HashSet、TreeSet->CopyOnWriteArraySet、ConcurrentSkipListSet

CopyOnWriteArraySet同樣也是線程安全的，底層實(shí)現(xiàn)是CopyOnWriteArrayList，因此CopyOnWriteArraySet適合大小比較小的set集合只讀操作大于寫(xiě)操作，因?yàn)樾枰獜?fù)制基礎(chǔ)數(shù)組，所以對(duì)于可變的操作（add set）的開(kāi)銷大。使用迭代器的迭代速度很快，而且不會(huì)有線程安全問(wèn)題。

ConcurrentSkipListSet與TreeSet用一樣，是支持自然排序的，可以在構(gòu)造時(shí)自定義比較器。在多線程情況下ConcurrentSkipListSet里面的contains()、add()、remove()是線程安全的，多個(gè)線程可以并發(fā)的執(zhí)行插入移除和訪問(wèn)操作，但是對(duì)于批量操作例如addAll()，removeAll()，retainAll()、containsAll()并不能保證以原子方式執(zhí)行，這些操作可以被其他線程打斷，需要額外增加鎖才行，因?yàn)樗麄儗?shí)現(xiàn)方式是分別調(diào)用contains()、add()、remove()的。因?yàn)椴l(fā)容器只能保證每一次的contains()、add()、remove()操作時(shí)原子性的，而不能保證每一次批量操作都不會(huì)被其他線程打斷。也就是多個(gè)add，多個(gè)remove操作時(shí)有其他線程進(jìn)來(lái)。

HashMap、TreeMap -> ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap

ConcurrentHashMap不允許null，在實(shí)際的應(yīng)用中除了少數(shù)的插入操作和刪除操作外，絕大部分我們使用map都是使用讀取操作，而且讀操作大多數(shù)都是成功的，基于這個(gè)前提，ConcurrentHashMap針對(duì)讀操作做了大量的優(yōu)化，因此這個(gè)類具有很高的并發(fā)性，高并發(fā)場(chǎng)景下有很好的表現(xiàn)。

ConcurrentSkipListMap是TreeMap的線程安全版本。內(nèi)部是使用skipList跳表的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。ConcurrentHashMap的存取速度是ConcurrentSkipListMap的4倍左右，但是ConcurrentSkipListMap的key是有序的而ConcurrentHashMap是做不到的，ConcurrentSkipListMap支持更高的并發(fā)，ConcurrentSkipListMap的存取時(shí)間是與線程數(shù)無(wú)關(guān)的，在數(shù)據(jù)量一定的情況下并發(fā)線程數(shù)越多ConcurrentSkipListMap越能體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

在較低并發(fā)情況下，可以使用Collections.synchronizedSortedMap()來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以提供較好的效率。在高并發(fā)的情況下可以使用ConcurrentSkipListMap提供更高的并發(fā)度。要對(duì)鍵值對(duì)進(jìn)行排序時(shí)可以使用ConcurrentSkipListMap。

@Slf4j
@ThreadSafe
public class ConcurrentHashMapExample {
    // 請(qǐng)求總數(shù)
    public static int clientTotal = 5000;

    // 同時(shí)并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)
    public static int threadTotal = 200;

    private static Map<Integer, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //線程池
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        //定義信號(hào)量
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        //定義計(jì)數(shù)器
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for(int i = 0; i < clientTotal; i++) {
            final int count  = i;
            executorService.execute(() ->{
                try {
                    semaphore.acquire();
                    update(count);
                    semaphore.release();
                } catch (InterruptedException e) {

                    log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();

            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
        log.info("size:{}",map.size()) ;
    }

    public static void update(int i) {
        map.put(i,i);
    }

}

輸出結(jié)果正確。

 concurrentSkipListMap：

private static Map<Integer, Integer> map = new ConcurrentSkipListMap<>();

J.U.C

安全共享對(duì)象策略 - 總結(jié)

• 線程限制：一個(gè)被線程限制的對(duì)象，由線程獨(dú)占，并且只能被占有它的線程修改。

• 共享只讀：一個(gè)共享只讀的對(duì)象，在沒(méi)有額外同步的情況下，可以被多個(gè)線程并發(fā)訪問(wèn)，但是任何線程都不能修改它。

• 線程安全對(duì)象：一個(gè)線程安全的對(duì)象或者容器，在內(nèi)部通過(guò)同步機(jī)制來(lái)保證線程安全，所以其他線程無(wú)需額外的同步就可以通過(guò)公共接口隨意訪問(wèn)它。

• 被守護(hù)對(duì)象：被守護(hù)對(duì)象只能通過(guò)獲取特定的鎖來(lái)訪問(wèn)。

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