[Java多线程 九]---JUC包下并发集合类

时间：2021-01-23 17:55:59

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之前，在”Java 集合系列目录(Category)”中，讲解了Java集合包中的各个类。接下来，将展开对JUC包中的集合进行学习。在学习之前，先温习一下”Java集合包”

Java集合包

介绍java集合的架构。主体内容包括Collection集合和Map类；而Collection集合又可以划分为List(队列)和Set(集合)。本节只是进行一下概述，详细内容见之前在数据结构部分写的博文来回顾集合框架。

http://blog.csdn.net/sinat_33087001/article/details/73775688

[Java多线程 九]---JUC包下并发集合类

主体内容包括Collection集合和Map类；而Collection集合又可以划分为List(队列)和Set(集合)。

Listd的实现类

List的实现类主要有: LinkedList, ArrayList, Vector, Stack。

  • LinkedList是双向链表实现的双端队列；它不是线程安全的，只适用于单线程。

  • ArrayList是数组实现的队列，它是一个动态数组；它也不是线程安全的，只适用于单线程。

  • Vector是数组实现的矢量队列，它也一个动态数组；不过和ArrayList不同的是，Vector是线程安全的，它支持并发。

  • Stack是Vector实现的栈；和Vector一样，它也是线程安全的。

Set的实现类

Set的实现类主要有: HastSet和TreeSet。

  • HashSet 是一个没有重复元素的集合，它通过HashMap实现的；HashSet不是线程安全的，只适用于单线程。
  • TreeSet也是一个没有重复元素的集合，不过和HashSet不同的是，TreeSet中的元素是有序的；它是通过TreeMap实现的；TreeSet也不是线程安全的，只适用于单线程。

Map的实现类

Map的实现类主要有: HashMap，WeakHashMap, Hashtable和TreeMap。

  • HashMap是存储“键-值对”的哈希表；它不是线程安全的，只适用于单线程。

  • WeakHashMap是也是哈希表；和HashMap不同的是，HashMap的“键”是强引用类型，而WeakHashMap的“键”是弱引用类型，也就是说当WeakHashMap 中的某个键不再正常使用时，会被从WeakHashMap中被自动移除，WeakHashMap也不是线程安全的，只适用于单线程。

  • Hashtable也是哈希表；和HashMap不同的是，Hashtable是线程安全的，支持并发。

  • TreeMap也是哈希表，不过TreeMap中的“键-值对”是有序的，它是通过R-B Tree(红黑树)实现的；TreeMap不是线程安全的，只适用于单线程。

如何线程安全

综合以上考虑，线程安全的实现类有vector，stack，hashtable 为了方便，我们将前面介绍集合类统称为”java集合包“。java集合包大多是“非线程安全的”，虽然可以通过Collections工具类中的方法获取java集合包对应的同步类，但是这些同步类的并发效率并不是很高。为了更好的支持高并发任务，并发大师Doug Lea在JUC(java.util.concurrent)包中添加了java集合包中单线程类的对应的支持高并发的类。

例如，ArrayList对应的高并发类是CopyOnWriteArrayList，HashMap对应的高并发类是ConcurrentHashMap，等等。

JUC中的集合类

下面，我们先了解JUC包中集合类的框架；为了方便讲诉，我将JUC包中的集合类划分为3部分来进行说明。在简单的了解JUC包中集合类的框架之后，后面的章节再逐步对各个类进行介绍。

JUC包中List和Set实现类

JUC集合包中的List和Set实现类包括: CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet和ConcurrentSkipListSet。ConcurrentSkipListSet稍后在说明Map时再说明，CopyOnWriteArrayList 和 CopyOnWriteArraySet的框架如下图所示：

[Java多线程 九]---JUC包下并发集合类

1， CopyOnWriteArrayList相当于线程安全的ArrayList，它实现了List接口。CopyOnWriteArrayList是支持高并发的。

2，CopyOnWriteArraySet相当于线程安全的HashSet，它继承于AbstractSet类。CopyOnWriteArraySet 内部包含一个CopyOnWriteArrayList对象（聚合关系），它是通过CopyOnWriteArrayList实现的。

JUC包中Map实现类

JUC集合包中Map的实现类包括: ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap。它们的框架如下图所示：

[Java多线程 九]---JUC包下并发集合类

  • ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表(相当于线程安全的HashMap)；它继承于AbstractMap类，并且实现ConcurrentMap接口。ConcurrentHashMap是通过“锁分段”来实现的，它支持并发。

    -ConcurrentSkipListMap是线程安全的有序的哈希表(相当于线程安全的TreeMap); 它继承于AbstractMap类，并且实现ConcurrentNavigableMap接口。ConcurrentSkipListMap是通过“跳表”来实现的，它支持并发。

  • ConcurrentSkipListSet是线程安全的有序的集合(相当于线程安全的TreeSet)；它继承于AbstractSet，并实现了NavigableSet接口。ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的，它也支持并发。

JUC包中Queue实现类

JUC集合包中Queue的实现类包括: ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue, LinkedBlockingDeque, ConcurrentLinkedQueue和ConcurrentLinkedDeque。它们的框架如下图所示：

[Java多线程 九]---JUC包下并发集合类

(01) ArrayBlockingQueue**是数组实现的线程安全的有界的阻塞队列。**

(02) LinkedBlockingQueue是单向链表实现的(指定大小)阻塞队列，该队列按 FIFO（先进先出）排序元素。

(03) LinkedBlockingDeque是双向链表实现的(指定大小)双向并发阻塞队列，该阻塞队列同时支持FIFO和FILO两种操作方式。

(04) ConcurrentLinkedQueue**是单向链表实现的*队列，该队列按 FIFO（先进先出）排序元素。**

(05) ConcurrentLinkedDeque**是双向链表实现的*队列，该队列同时支持FIFO和FILO两种操作方式。**
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