JUC源码分析-集合篇：并发类容器介绍

JUC源码分析-集合篇：并发类容器介绍

同步类容器是 线程安全 的，如 Vector、HashTable 等容器的同步功能都是由 Collections.synchronizedMap 等工厂方法去创建实现的，底层使用 synchronized 关键字，每次只有一个线程访问容器。这明显不满足高并发的需求。

JDK1.8 中的并发类容器

非阻塞队列	阻塞队列
ConcurrentHashMap	[ArrayBlockingDeque]
[ConcurrentSkipListMap]	LinkedBlockingQueue
[ConcurrentSkipListSet]	LinkedBlockingDeque
ConcurrentLinkedQueue	PriorityBlockingQueue
ConcurrentLinkedDeque	DelayQueue
CopyOnWriteArrayList	SynchronousQueue
CopyOnWriteArraySet	LinkedTransferQueue

《Java并发容器使用》：http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/index.html

1. ConcurrentMap

ConcurrentHashMap 容器内部使用(Segment)来表示不同的部分，每个段其实就是一个小的 HashTable ，它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。把一个整体分成了16个段(Segment)。也就是最高支持16个线程的并发修改操作。这也是在多线程场景时 减小锁的粒度从而降低锁竞争 一种方案。并且代码中大多共享变量使用 volatile 关键字声明，目的是第一时间获取修改的内容，性能非常好。

2. Copy-On-Write

CopyOnWrite 容器既写时复制的容器， 用于读多写少的场景 。往一个容器添加元素时，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器 Copy ，复制一个新的容器，然后往新的容器添加元素，添加完成之后，再将原容器的引用指向新的容器，这样做的好处是可以对 CopyOnWrite 容器进行并发的读，而不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以 CopyOnWrite 容器是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

3. ConcurrentLinkedQueue 无阻塞队列

适合高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发状态下的高性能，通常 ConcurrentLinkedQueue 性能好于 LinkedBlockingQueue。它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则，且不允许 null 元素。

4. BlockingQueue 阻塞队列

Java 中阻塞队列的 4 种处理方式，JDK1.8 提供了 中提供的 7 种阻塞队列。

阻塞队列（BlockingQueue）是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持阻塞的插入和移除方法。

1）支持阻塞的插入方法：意思是当队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满。
2）支持阻塞的移除方法：意思是在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。

阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是向队列里添加元素的线程，消费者是从队列里取元素的线程。阻塞队列就是生产者用来存放元素、消费者用来获取元素的容器。在阻塞队列不可用时，这两个附加操作提供了 4 种处理方式，如下表所示。

方法 | 抛出异常 | 返回特殊值 | 一直阻塞 | 超时退出
---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ----
插入 | add(e) | offer(e) | put(e) | offer(e, time, unit)
移除 | remove(e) | poll() | take() | poll(time, unit)
查找 | element() | peek() | × | ×

JDK 7提供了7个阻塞队列，如下。

1. ArrayBlockingQueue：一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
2. LinkedBlockingQueue：一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
3. PriorityBlockingQueue：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
4. DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
5. SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。
6. LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
7. LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

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