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并发容器(Map、List、Set)实战及其原理 PDF 下载
匿名网友发布于:2024-04-29 09:40:35
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并发容器(Map、List、Set)实战及其原理 PDF 下载 图1

 

 

资料内容:

 

1. JUC包下的并发容器
Java的集合容器框架中,主要有四大类别:List、Set、Queue、Map,大家熟知的这些集合类
ArrayList、LinkedList、HashMap这些容器都是非线程安全的。
所以,Java先提供了同步容器供用户使用。同步容器可以简单地理解为通过synchronized来实现同步
的容器,比如Vector、Hashtable以及SynchronizedList等容器。这样做的代价是削弱了并发性,当多
个线程共同竞争容器级的锁时,吞吐量就会降低。
因此为了解决同步容器的性能问题,所以才有了并发容器。java.util.concurrent包中提供了多种并发类
容器:
 
CopyOnWriteArrayList
对应的非并发容器:ArrayList
目标:代替Vector、synchronizedList
原理:利用高并发往往是读多写少的特性,对读操作不加锁,对写操作,先复制一份新的集合,在新
的集合上面修改,然后将新集合赋值给旧的引用,并通过volatile 保证其可见性,当然写操作的锁是必不可少的了。
 
CopyOnWriteArraySet
对应的非并发容器:HashSet
目标:代替synchronizedSet
原理:基于CopyOnWriteArrayList实现,其唯一的不同是在add时调用的是CopyOnWriteArrayList
的addIfAbsent方法,其遍历当前Object数组,如Object数组中已有了当前元素,则直接返回,如果
没有则放入Object数组的尾部,并返回。
 
ConcurrentHashMap
对应的非并发容器:HashMap
目标:代替Hashtable、synchronizedMap,支持复合操作
原理:JDK6中采用一种更加细粒度的加锁机制Segment“分段锁”,JDK8中采用CAS无锁算法。
 
ConcurrentSkipListMap
对应的非并发容器:TreeMap
目标:代替synchronizedSortedMap(TreeMap)
原理:Skip list(跳表)是一种可以代替平衡树的数据结构,默认是按照Key值升序的。
面试题: CopyOnWriteArrayList的底层原理是怎样的?
 
2. CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList 是 Java 中的一种线程安全的 List,它是一个可变的数组,支持并发读和写。
与普通的 ArrayList 不同,它的读取操作不需要加锁,因此具有很高的并发性能。
 
2.1 应用场景
CopyOnWriteArrayList 的应用场景主要有两个方面:
1. 读多写少的场景
由于 CopyOnWriteArrayList 的读操作不需要加锁,因此它非常适合在读多写少的场景中使用。例
如,一个读取频率比写入频率高得多的缓存,使用 CopyOnWriteArrayList 可以提高读取性能,并减
少锁竞争的开销。
2. 不需要实时更新的数据
由于 CopyOnWriteArrayList 读取的数据可能不是最新的,因此它适合于不需要实时更新的数据。例
如,在日志应用中,为了保证应用的性能,日志记录的操作可能被缓冲,并不是实时写入文件系统,
而是在某个时刻批量写入。这种情况下,使用 CopyOnWriteArrayList 可以避免多个线程之间的竞
争,提高应用的性能。