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复合操作。复合操作如:迭代(反复访问元素遍历万容器中的所有元素),跳转(根据制定的顺序找到当前爱你元素的下一个元素),以及条件运算。这些复合操作在多线程并发地修改容器时,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,被并发地修改了内容,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,HashTable。这些容器的同步功能其实都是有JDK的Colletions.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时代高并发的需求,在保证线程安全的同时,也必须有足够好的性能。

并发类容器是专门针对并发设计的,使用ConcurrentHashMap来替代给予散列的传统的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CopyOnWriterArrayList代替Vector,,并发的CopyOnWriterArraySet,以及并发的Queue,ConCurrentLinkedQueue和LinkedBlockQUeue,前者是高性能的队列,后者是以阻塞型式的队列,具体实现Queue还有很多,如ArrayBlockingQueue,PriorityBlockingQueue,SynchronizedQueue,SynchronousQueue等。

ConcurrentMap接口:
ConcurrentHashMap,ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能,弥补ConcurrentHashMap)

ConcurrentHashMap内部使用段(segment)来表示这些不同部分,每个段其实就是一个小的Hashtable,他们有自己的锁。只要每个修改操作发生在不同的段上,他们就可以并发修改操作。这也是在多线程场景时减小锁的细粒度从而降低锁竞争的一种方案。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。

Copy-On-Write:
简称COW,是一种用于程序设计中的优化策略。
JDK里的COW容器有两种:CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriterArraySet,COW容器非常有用,,可以再飞铲多的并发场景中使用到。
CopyOnWriter容器:即写时复制的容器。往一个容器添加元素的时候,不直接往当前容器添加,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加新元素,添加完元素后,在讲元容器的引用指向新的容器。这样的好处就是对CopyOnWrite容器进行并发的读,不需要加锁,因为当前容器不会添加任何元素,所以CopyOnWiterr容器也是一种读写分离的思想,读和写不同的容器。

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