线程安全的集合类(ConcurrentHashMap面试超高频考点)

简介: 当往一个容器中添加元素的时候,不往该容器中直接添加元素,而是先将该容器进行复制一个新的容器,添加的时候往复制的容器中添加。

🧵多线程环境下使用ArrayList

✨自己使用同步机制synchronized或者ReentrantLock


🎉使用Collections.synchronizedList(new ArrayList);

synchronizedList是标准库提供的一个基于synchronized进行线程同步的List,synchronizedList的关键操作上都带有synchronized来满足线程安全


🎊使用CopyOnWriteArrayList

CopyOnWrite容器即写时复制容器:

当往一个容器中添加元素的时候,不往该容器中直接添加元素,而是先将该容器进行复制一个新的容器,添加的时候往复制的容器中添加

添加完后,将原容器中的引用指向新复制的容器

CopyOnWrite容器是一种读和写分离的思想,读和写的容器是不同的

优点:在读多写少的情况下,性能高

缺点:占有内存多,新写的数据不能被第一时间读到


🎡多线程环境下使用队列(Queue)

使用阻塞队列


🥎ArrayBlockingQueue,基于数组实现的阻塞队列


🏀LinkedBlockingQueue,基于链表实现的阻塞队列


🏐PriorityBlockingQueue,基于堆实现的带优先级的阻塞队列


⚽TransferQueue,最多只包含一个元素的阻塞队列


🎑多线程环境下使用哈希表(面试超高频考点)

HashMap是线程不安全的,在多线程下使用线程安全的哈希表可以使用:


🎺HashTable

🪗ConcurrentHashMap


🏅HashTable

HashTable的底层实现只是对关键方法加上synchronized

HahTable的底层数据结构为数组+链表

image.png

这样加锁相当于对HashTable对象本身加锁即对整个数组加锁,将整个数组锁住了,如果多个线程同时访问同一个HashTable对象,就会出现竞争锁,造成锁冲突


缺点:因为方法加上了锁,所以每次使用的时候都要获取锁,释放锁,性能效率比较低下


🎖️ConcurrentHashMap

底层数据结构为数组+链表+红黑树,红黑树会和链表在某种条件下互相发生转换

转换条件参考:HashMap底层原理解析


⁉️关于ConcurrentHashMap如何实现线程安全:


⏰对于读操作,因为读操作本身就为线程安全的,对于ConcurrentHashMap的属性使用了volatile关键字修饰,确保每次读的值为主存中的最新值


⏲️对于写操作,写操作仍然使用synchronized加锁,但是锁的不是整个数组,如果数组中是链表,锁头结点,如果数组中是红黑树,锁根节点,这样大大降低了锁冲突发生的概率,即多个线程操作不同的结点还是并发并行执行的,操作同一个结点才是互斥的


🕰️充分利用CAS特性,如果结点为空,CAS+自旋,如果结点有元素,synchronized(头节点),size属性也是通过CAS来更新的,这样避免出现重量级锁的情况


🎃对于扩容操作:


⚽需要创建一个新数组,线程发现需要扩容,就搬几个元素到新数组

🏐新老数组是同时存在的

🏀后续的线程也会参与搬几个元素到新数组的过程

🥎待老数组的所有元素都搬完,删除老数组

🏉对于扩容的操作,插入只往新数组中插,查找需要同时查找新数组和老数组


🎯面试题:HashTable,HashMap,ConcurrentHashMap的区别?

🕐HashMap,线程不安全,key允许为null


🕑HashTable,线程安全,使用synchronized锁整个HashTable对象,效率低,key不允许为null


🕒ConcurrentHashMap,线程安全,对于属性使用了volatile关键字,使用synchronized锁每个链表的头结点降低锁冲突的发生率,充分利用了CAS特性,优化扩容方式,key不允许为null


相关文章
|
6天前
|
存储 缓存 安全
大厂面试高频:ConcurrentHashMap 的实现原理( 超详细 )
本文详细解析ConcurrentHashMap的实现原理,大厂高频面试,必知必备。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
大厂面试高频:ConcurrentHashMap 的实现原理( 超详细 )
|
6天前
|
安全 Java
Java多线程集合类
本文介绍了Java中线程安全的问题及解决方案。通过示例代码展示了使用`CopyOnWriteArrayList`、`CopyOnWriteArraySet`和`ConcurrentHashMap`来解决多线程环境下集合操作的线程安全问题。这些类通过不同的机制确保了线程安全,提高了并发性能。
|
1月前
|
存储 安全 算法
Java面试题之Java集合面试题 50道(带答案)
这篇文章提供了50道Java集合框架的面试题及其答案,涵盖了集合的基础知识、底层数据结构、不同集合类的特点和用法,以及一些高级主题如并发集合的使用。
83 1
Java面试题之Java集合面试题 50道(带答案)
|
16天前
|
Java 程序员
面试高频考点!关于构造方法的那些事儿
本文介绍了Java中的构造方法,包括其基本概念、默认构造方法、构造方法的重载、构造方法的细节以及执行顺序。通过具体示例,详细解释了构造方法在对象初始化中的重要作用,帮助读者在面试中更好地应对相关问题。
24 1
|
1月前
|
Java 程序员
Java 面试高频考点:static 和 final 深度剖析
本文介绍了 Java 中的 `static` 和 `final` 关键字。`static` 修饰的属性和方法属于类而非对象,所有实例共享;`final` 用于变量、方法和类,确保其不可修改或继承。两者结合可用于定义常量。文章通过具体示例详细解析了它们的用法和应用场景。
28 3
|
2月前
|
存储 缓存 安全
【Java面试题汇总】多线程、JUC、锁篇(2023版)
线程和进程的区别、CAS的ABA问题、AQS、哪些地方使用了CAS、怎么保证线程安全、线程同步方式、synchronized的用法及原理、Lock、volatile、线程的六个状态、ThreadLocal、线程通信方式、创建方式、两种创建线程池的方法、线程池设置合适的线程数、线程安全的集合?ConcurrentHashMap、JUC
【Java面试题汇总】多线程、JUC、锁篇(2023版)
|
2月前
|
安全 Java API
【Java面试题汇总】Java基础篇——String+集合+泛型+IO+异常+反射(2023版)
String常量池、String、StringBuffer、Stringbuilder有什么区别、List与Set的区别、ArrayList和LinkedList的区别、HashMap底层原理、ConcurrentHashMap、HashMap和Hashtable的区别、泛型擦除、ABA问题、IO多路复用、BIO、NIO、O、异常处理机制、反射
【Java面试题汇总】Java基础篇——String+集合+泛型+IO+异常+反射(2023版)
|
2月前
|
消息中间件 前端开发 NoSQL
面试官:线程池遇到未处理的异常会崩溃吗?
面试官:线程池遇到未处理的异常会崩溃吗?
74 3
面试官:线程池遇到未处理的异常会崩溃吗?
|
2月前
|
消息中间件 前端开发 NoSQL
面试官:如何实现线程池任务编排?
面试官:如何实现线程池任务编排?
33 1
面试官:如何实现线程池任务编排?
|
3月前
|
Java
【多线程面试题二十五】、说说你对AQS的理解
这篇文章阐述了对Java中的AbstractQueuedSynchronizer(AQS)的理解,AQS是一个用于构建锁和其他同步组件的框架,它通过维护同步状态和FIFO等待队列,以及线程的阻塞与唤醒机制,来实现同步器的高效管理,并且可以通过实现特定的方法来自定义同步组件的行为。
【多线程面试题二十五】、说说你对AQS的理解