导语
在Java开发中我们经常会遇到集合类线程安全的问题,在Java语言的发展过程中,从最初的线程不安全的集合类,到现在基本上支持很多的线程安全的集合类,在开发过程中,有些场景中不需要注意线程安全问题,当时在一个并发场景中就必须要使用到线程安全的集合类,那么下面就来看看在Java中比较常见的线程安全集合类以及其原理。
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ConcurrentHashMap原理
ConcurrentHashMap是线程安全且高效的HashMap集合类,在工作环境中并发与多线程的工作是难免的,这时候类似于HashMap这样的线程不安全的集合类就不能胜任这个需求了,为了满足在多线程场景下安全高效的开发工作,这个时候ConcurrentHashMap就出现了,这个是由JDK 本身来提供的。
两个问题
- 1、为什么HashMap在多线程下是不安全的?
HashMap在多线程环境下进行put操作会引起死循环,导致CPU的利用率达到100% - 2、是什么导致的不安全的事情发生?
HashMap在并发执行put操作的时候,导致HashMap的Entry链表形成环形数据结构,然后Entry的next一直有值,永远向下获取。
这里需要注意的是HashTable虽然具有线程安全的特点,但是锁的粒度比较大,将整个数组都进行了加锁操作,在多线程对table读写操作时竞争非常激烈,严重的时候就会影响性能。所以HashTable虽然是线程安全的,但是效率比较低,一般不会使用到。
在JDK1.7中,ConcurrentHashMap使用了锁分段技术,将HashMap数组分成了一段一段加锁,在并发访问不同的数据段的时候,每个线程可以获取每个段上的自己的锁,数据段之间相互不影响。
本文深入探讨了Java中几个重要的线程安全集合类,包括ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、CopyOnWriteArrayList和ConcurrentLinkedQueue。文章详细介绍了这些集合类的实现原理和操作,如ConcurrentHashMap的分段锁技术和1.8后的优化,ConcurrentSkipListMap的跳跃表结构,CopyOnWriteArrayList的写时复制策略,以及ConcurrentLinkedQueue的无锁并发设计。这些内容对于理解和使用Java并发编程中的线程安全集合类至关重要。
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