第一篇:并发容器学习开篇介绍

简介: 第一篇:并发容器学习开篇介绍

摘要

Java并发包(concurrent)是Java用来处理并发问题的利器,该并发包中主要有原子类,锁(lock),并发容器类等等。本系列博客主要就是介绍并发包中一些常用的并发容器,常用的类。那么就让我们一起来揭开并发包的面纱吧。

环境

基于JDK1.8

原子类

首先登场的就是我们的原子类。啥是原子类?原子类用啥用?

第一个问题,啥是原子类:操作具有原子性的类,我们称之为原子类。为啥要有原子类呢?

原子类是为了保证操作的原子性。例如:long i=0; i=i+1(i为全局变量),在多线程的环境下,就有线程安全的问题,因为,i=i+1这个操作分为三条CPU指令执行。指令执行完之后会发生指令切换,造成可见性问题。但是,如果我们使用AtomicLong类来包装i,然后调用getAndIncrement()方法(该方法是具有原子性的),则可以保证其安全性。

AtomicLong atest = new AtomicLong(0);
 atest.getAndIncrement();

原子类主要有如下几个:

原子类说完了,我们接着来说说锁,我们都知道Java中synchronized关键字作为同步锁,同时,在并发包中还提供了Lock锁。关于Lock与synchronized的区别后面会有说到。锁的类图如下:

并发容器

简单的说完了锁,我们接着来看重头戏并发容器。虽然,Java中提供了同步容器Vector和Collections包装的容器。但是同步容器最大的问题就是性能太差。因为其是直接对添加元素,删除元素,读取元素的所有方法都加锁。

所有在并发包中提供了并发容器,并发容器的实现后面我们在阐述。

我们先看看有哪些并发容器。

按照数据结构类型分类来看。

List接口下

List 接口下有CopyOnWriteArrayList实现类。其实现是内部维护了一个数组,成员变量array就指向这个内部数组,读操作都是基于array进行的,写操作的话,

CopyOnWriteArrayList会将array复制一份,然后,在新复制处理的数组上执行增加元素的操作。执行完之后再将array指向这个新的数组。仅仅适用于写操作非常少的场景,而且能够容忍读写的短暂不一致的情况。

Map接口下

Map  接口下有ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap。ConcurrentHashMap内部的数据结构跟HashMap一致,都是数组+链表+红黑树的结构。ConcurrentSkipListMap内部的数据结构则是数组+跳表的数组结构。

集合类 Key Value 是否线程安全
HashMap 允许为null 允许为null
TreeMap 不允许为空 允许为null
Hashtable 不允许为null 不允许为null
ConcurrentHashMap 不允许为null 不允许为null
ConcurrentSkipListMap 不允许为null 不允许为null

Set接口下

Set接口下面有ConcurrentSkipListSet和CopyOnWriteArraySet两个并发类。

Queue接口下

Queue接口下的并发容器类比较多,阻塞队列BlockingQueue接口下有

 单端堵塞队列ArrayBlockingQueue,LinkedBlockingQueue,SynchronousQueue,LinkedTransferQueue,PriorityBlockingQueue,DelayQueue,双端阻塞队列LinkedBlockingDeque。非阻塞队列有:单端队列ConcurrentLinkedQueue,双端队列:ConcurrentLinkedDeque。

总结

本文简单概述了Java并发包下的一些常用的类。后续的博客将围绕着这些类来剖析。

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