并发编程(9)-同步类容器和并发类容器

淡淡的烟草味﹌ 2022-06-06 09:23 479阅读 0赞

# 1.同步类容器 #

同步类容器都是线程安全的，但在某些场景下可能需要加锁来保护符合操作。符合类操作如：迭代（反复访问元素，遍历完容器中国所有的元素）、跳转（根据指定的顺序找到当前元素的下一个元素）、以及条件运算。这些复合操作在多线程并发的修改容器时，可能会表现出意外的行为，最经典的便是ConcurrentModificationException，原因是当容器迭代的过程中，被并发的修改了内容，这是由于早期迭代器设计的时候并没有考虑并发修改的问题。

同步类容器：如古老的vector和hashTable，这些容器的同步功能骑手都是由jdk的Collections.synchronized..等工厂方法去创建实现的。其底层的机制无非就是用传统的synchronized关键字对每个公用的方法都进行同步，使得每次只能有一个线程访问容器的状态。这很明显不满足我们今天互联网高并发的需求，在保证线程安全的同时，也必须要有足够好的性能。

public class Tickets {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            final Vector<String> tickets = new Vector<String>();
    // final List<String> tickets = new ArrayList<String>();
    
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                tickets.add("火车票"+i);
            }
    
            for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                new Thread("线程"+i){
                    public void run() {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---买走了---"+tickets.remove(0));
                    };
                }.start();
            }
    
        }
    }

打印结果：

> 线程2—买走了—火车票1  
> 线程3—买走了—火车票2  
> 线程65—买走了—火车票51  
> 线程64—买走了—火车票50  
> 线程66—买走了—火车票49  
> 线程62—买走了—火车票48  
> 线程61—买走了—火车票47  
> 线程60—买走了—火车票46  
> 线程58—买走了—火车票45  
> 线程63—买走了—火车票53  
> 线程53—买走了—火车票44  
> 线程57—买走了—火车票43  
> 线程54—买走了—火车票42  
> 线程52—买走了—火车票41  
> 线程59—买走了—火车票54  
> 线程55—买走了—火车票55  
> 线程56—买走了—火车票40  
> 线程51—买走了—火车票56  
> 线程47—买走了—火车票57  
> 线程48—买走了—火车票39  
> 线程35—买走了—火车票60  
> 线程50—买走了—火车票38  
> 线程49—买走了—火车票37  
> 线程31—买走了—火车票61  
> 线程27—买走了—火车票62  
> 线程44—买走了—火车票36  
> 线程46—买走了—火车票35  
> 线程45—买走了—火车票34  
> 线程41—买走了—火车票33  
> 线程37—买走了—火车票32  
> 线程33—买走了—火车票31  
> 线程29—买走了—火车票30  
> 线程25—买走了—火车票29  
> 线程21—买走了—火车票28  
> 线程42—买走了—火车票27  
> 线程17—买走了—火车票26  
> 线程13—买走了—火车票25  
> 线程9—买走了—火车票24  
> 线程5—买走了—火车票23  
> 线程1—买走了—火车票22  
> 线程38—买走了—火车票21  
> 线程40—买走了—火车票20  
> 线程34—买走了—火车票19  
> 线程30—买走了—火车票18  
> 线程70—买走了—火车票70  
> 线程73—买走了—火车票71  
> 线程74—买走了—火车票72  
> 线程77—买走了—火车票73  
> 线程36—买走了—火车票17  
> 线程26—买走了—火车票16  
> 线程72—买走了—火车票74  
> 线程22—买走了—火车票15  
> 线程80—买走了—火车票76  
> 线程18—买走了—火车票14  
> 线程32—买走了—火车票13  
> 线程14—买走了—火车票12  
> 线程92—买走了—火车票79  
> 线程10—买走了—火车票11  
> 线程28—买走了—火车票10  
> 线程6—买走了—火车票9  
> 线程24—买走了—火车票8  
> 线程20—买走了—火车票7  
> 线程16—买走了—火车票6  
> 线程12—买走了—火车票5  
> 线程8—买走了—火车票4  
> 线程4—买走了—火车票3  
> 线程78—买走了—火车票80  
> 线程88—买走了—火车票78  
> 线程94—买走了—火车票84  
> 线程96—买走了—火车票85  
> 线程100—买走了—火车票87  
> 线程84—买走了—火车票77  
> 线程76—买走了—火车票75  
> 线程69—买走了—火车票69  
> 线程68—买走了—火车票68  
> 线程81—买走了—火车票88  
> 线程85—买走了—火车票90  
> 线程89—买走了—火车票91  
> 线程7—买走了—火车票67  
> 线程11—买走了—火车票66  
> 线程15—买走了—火车票65  
> 线程19—买走了—火车票64  
> 线程23—买走了—火车票63  
> 线程39—买走了—火车票59  
> 线程43—买走了—火车票58  
> 线程67—买走了—火车票52  
> 线程97—买走了—火车票92  
> 线程93—买走了—火车票89  
> 线程98—买走了—火车票86  
> 线程90—买走了—火车票83  
> 线程86—买走了—火车票82  
> 线程82—买走了—火车票81  
> 线程71—买走了—火车票93  
> 线程75—买走了—火车票94  
> 线程79—买走了—火车票95  
> 线程83—买走了—火车票96  
> 线程87—买走了—火车票97  
> 线程91—买走了—火车票98  
> 线程95—买走了—火车票99  
> 线程99—买走了—火车票100

# 2.并发类容器 #

jdk1.5以后提供了多种并发容器替代同步类容器从而改善性能。同步类容器的状态都是串行化的。他们虽然实现了线程安全，但是严重降低了并发性，在多线程环境时，严重降低了应用程序的吞吐量。  
并发类容器是专门针对并发设计的，使用ConcurrentHashMap来代替给予散列的传统的HashTable，而且在ConcurrentHashMap中，添加了一些常见复合操作的支持。以及使用了CopyOnWriteArrayList代替Vector，并发的CopyOnWriteArraySet,以及并发的Queue，ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue，前者是高性能的队列，后者是以阻塞形式的队列，具体实现Queue还有很多，例如ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue，SynchronizedQueue等。

**ConcurrentHashMap**

public class UseConcurrentHashMap {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            ConcurrentHashMap<String, Object> chm = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
            chm.put("k1", "v1");
            chm.put("k2", "v2");
            chm.put("k3", "v3");
            chm.putIfAbsent("k4", "vvvv");
    
            for (Map.Entry<String, Object> me : chm.entrySet()) {
                System.out.println("key:" + me.getKey() + ",value:" + me.getValue());
            }
    
        }
    
    }

**CopyOnWriteArrayList**  
**CopyOnWriteArraySet**

public class UseCopyOnWrite {
    
        public static void main(String[] args) {
            CopyOnWriteArrayList<String> cowal = new CopyOnWriteArrayList<String>();
            CopyOnWriteArraySet<String> cowas = new CopyOnWriteArraySet<String>();
        }
    }