java 并发容器

最新推荐文章于 2025-10-30 15:56:26 发布

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本文深入解析了Java中多种并发容器的工作原理及应用场景，包括线程安全的Vector和Hashtable，高效的ConcurrentHashMap与ConcurrentHashSet，以及适用于不同需求的Queue实现如ConcurrentLinkedQueue和ArrayBlockingQueue等。

解决并发情况下的容器线程安全问题的。给多线程环境准备一个线程安全的容器对象。
线程安全的容器对象： Vector, Hashtable。线程安全容器对象，都是使用 synchronized
方法实现的。
concurrent 包中的同步容器，大多数是使用系统底层技术实现的线程安全。类似 native。
Java8 中使用 CAS。

1. Map/Set

1.1 ConcurrentHashMap/ConcurrentHashSet

底层哈希实现的同步 Map(Set)。效率高，线程安全。使用系统底层技术实现线程安全。
量级较 synchronized 低。key 和 value 不能为 null。

1.2 ConcurrentSkipListMap/ConcurrentSkipListSet

底层跳表（SkipList）实现的同步 Map(Set)。有序，效率比 ConcurrentHashMap稍低。
跳表专题

	public static void main(String[] args) {
		//Hashtable底层采用同步方式实现
		final Map<String, String> map = new Hashtable<>();
		//底层哈希实现的同步
		//final Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
		//底层使用跳表实现
		// final Map<String, String> map = new ConcurrentSkipListMap<>();
		final Random r = new Random();
		Thread[] array = new Thread[100];
		final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(array.length);
		
		long begin = System.currentTimeMillis();
		for(int i = 0; i < array.length; i++){
			array[i] = new Thread(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					for(int j = 0; j < 100000; j++){
						map.put("key"+r.nextInt(1000000), "value"+r.nextInt(100000));
					}
					latch.countDown();
				}
			});
		}
		for(Thread t : array){
			t.start();
		}
		try {
			latch.await();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("执行时间为 ： " + (end-begin) + "毫秒！");
	}

2. List

2.1 CopyOnWriteArrayList

写时复制集合。写入效率低，读取效率高。每次写入数据，都会创建一个新的底层数组。

3. Queue

3.1 ConcurrentLinkedQueue

基础链表同步队列。
在这里插入图片描述

public static void main(String[] args) {
		Queue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<>();
		for(int i = 0; i < 10; i++){
			queue.offer("value" + i);
		}
	
		System.out.println(queue);
		System.out.println(queue.size());
		
		// peek() -> 查看queue中的首数据
		System.out.println(queue.peek());
		System.out.println(queue.size());//10
		
		// poll() -> 获取queue中的首数据
		System.out.println(queue.poll());
		System.out.println(queue.size());//9
	}

3.2 LinkedBlockingQueue

阻塞队列，队列容量不足自动阻塞，队列容量为 0 自动阻塞。
put & take - 自动阻塞。
在这里插入图片描述

3.3 ArrayBlockingQueue

底层数组实现的有界队列。自动阻塞。根据调用 API（add/put/offer）不同，有不同特
性。
当容量不足的时候，有阻塞能力。
add 方法在容量不足的时候，抛出异常。
put 方法在容量不足的时候，阻塞等待。
offer 方法，
单参数 offer 方法，不阻塞。容量不足的时候，返回 false。当前新增数据操作放弃。
三参数 offer 方法（offer(value,times,timeunit)），容量不足的时候，阻塞 times 时长（单
位为 timeunit），如果在阻塞时长内，有容量空闲，新增数据返回 true。如果阻塞时长范围
内，无容量空闲，放弃新增数据，返回 false。
在这里插入图片描述