Java高并发专题之26、JUC中一些常见的集合
本文内容
- 了解JUC常见集合，学会使用
- ConcurrentHashMap
- ConcurrentSkipListMap
- ConcurrentSkipListSet
- CopyOnWriteArraySet
- 介绍Queue接口
- ConcurrentLinkedQueue
- CopyOnWriteArrayList
- 介绍Deque接口
- ConcurrentLinkedDeque
JUC集合框架图
图可以看到，JUC的集合框架也是从Map、List、Set、Queue、Collection等超级接口中继承而来的。所以，大概可以知道JUC下的集合包含了一一些基本操作，并且变得线程安全。
Map
ConcurrentHashMap
功能和HashMap基本一致，内部使用红黑树实现的。
特性：
- 迭代结果和存入顺序不一致
- key和value都不能为空
- 线程安全的
ConcurrentSkipListMap
内部使用跳表实现的，放入的元素会进行排序，排序算法支持2种方式来指定：
- 通过构造方法传入一个
Comparator - 放入的元素实现
Comparable接口
上面2种方式必选一个，如果2种都有，走规则1。
特性：
- 迭代结果和存入顺序不一致
- 放入的元素会排序
- key和value都不能为空
- 线程安全的
List
CopyOnWriteArrayList
实现List的接口的，一般我们使用ArrayList、LinkedList、Vector，其中只有Vector是线程安全的，可以使用Collections静态类的synchronizedList方法对ArrayList、LinkedList包装为线程安全的List，不过这些方式在保证线程安全的情况下性能都不高。
CopyOnWriteArrayList是线程安全的List，内部使用数组存储数据，集合中多线程并行操作一般存在4种情况：读读、读写、写写、写读，这个只有在写写操作过程中会导致其他线程阻塞，其他3种情况均不会阻塞，所以读取的效率非常高。
可以看一下这个类的名称：CopyOnWrite，意思是在写入操作的时候，进行一次自我复制，换句话说，当这个List需要修改时，并不修改原有内容（这对于保证当前在读线程的数据一致性非常重要），而是在原有存放数据的数组上产生一个副本，在副本上修改数据，修改完毕之后，用副本替换原来的数组，这样也保证了写操作不会影响读。
特性：
- 迭代结果和存入顺序一致
- 元素不重复
- 元素可以为空
- 线程安全的
- 读读、读写、写读3种情况不会阻塞；写写会阻塞
- 无界的
Set
ConcurrentSkipListSet
有序的Set，内部基于ConcurrentSkipListMap实现的，放入的元素会进行排序，排序算法支持2种方式来指定：
- 通过构造方法传入一个
Comparator - 放入的元素实现
Comparable接口
上面2种方式需要实现一个，如果2种都有，走规则1
特性：
- 迭代结果和存入顺序不一致
- 放入的元素会排序
- 元素不重复
- 元素不能为空
- 线程安全的
- 无界的
CopyOnWriteArraySet
内部使用CopyOnWriteArrayList实现的，将所有的操作都会转发给CopyOnWriteArrayList。
特性：
- 迭代结果和存入顺序不一致
- 元素不重复
- 元素可以为空
- 线程安全的
- 读读、读写、写读 不会阻塞；写写会阻塞
- 无界的
Queue
Queue接口中的方法，我们再回顾一下：
| 操作类型 | 抛出异常 | 返回特殊值 |
|---|---|---|
| 插入 | add(e) |
offer(e) |
| 移除 | remove() |
poll() |
| 检查 | element() |
peek() |
3种操作，每种操作有2个方法，不同点是队列为空或者满载时，调用方法是抛出异常还是返回特殊值，大家按照表格中的多看几遍，加深记忆。
ConcurrentLinkedQueue
高效并发队列，内部使用链表实现的。
特性：
- 线程安全的
- 迭代结果和存入顺序一致
- 元素可以重复
- 元素不能为空
- 线程安全的
- 无界队列
Deque
先介绍一下Deque接口，双向队列(Deque)是Queue的一个子接口，双向队列是指该队列两端的元素既能入队(offer)也能出队(poll)，如果将Deque限制为只能从一端入队和出队，则可实现栈的数据结构。对于栈而言，有入栈(push)和出栈(pop)，遵循先进后出原则。
一个线性 collection，支持在两端插入和移除元素。名称 deque 是“double ended queue（双端队列）”的缩写，通常读为“deck”。大多数 Deque 实现对于它们能够包含的元素数没有固定限制，但此接口既支持有容量限制的双端队列，也支持没有固定大小限制的双端队列。
此接口定义在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式：一种形式在操作失败时抛出异常，另一种形式返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作）。插入操作的后一种形式是专为使用有容量限制的 Deque 实现设计的；在大多数实现中，插入操作不能失败。
下表总结了上述 12 种方法：
| 第一个元素（头部） | 第一个元素（头部） | 最后一个元素（尾部） | 最后一个元素（尾部） | |
|---|---|---|---|---|
| 抛出异常 | 特殊值 | 抛出异常 | 特殊值 | |
| 插入 | addFirst(e) |
offerFirst(e) |
addLast(e) |
offerLast(e) |
| 移除 | removeFirst() |
pollFirst() |
removeLast() |
pollLast() |
| 检查 | getFirst() |
peekFirst() |
getLast() |
peekLast() |
此接口扩展了 Queue接口。在将双端队列用作队列时，将得到 FIFO（先进先出）行为。将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素。从 Queue 接口继承的方法完全等效于 Deque 方法，如下表所示：
此接口扩展了 Queue接口。在将双端队列用作队列时，将得到 FIFO（先进先出）行为。将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素。从 Queue 接口继承的方法完全等效于 Deque 方法，如下表所示：
| Queue 方法 | 等效 Deque 方法 |
|---|---|
add(e) |
addLast(e) |
offer(e) |
offerLast(e) |
remove() |
removeFirst() |
poll() |
pollFirst() |
element() |
getFirst() |
peek() |
peekFirst() |
ConcurrentLinkedDeque
实现了Deque接口，内部使用链表实现的高效的并发双端队列。
特性：
- 线程安全的
- 迭代结果和存入顺序一致
- 元素可以重复
- 元素不能为空
- 线程安全的
- 无界队列
BlockingQueue
关于阻塞队列，上一篇有详细介绍，可以看看：掌握JUC中的阻塞队列
来源：http://itsoku.com/course/1/26