并发的容器
并發(fā)的容器
文章目錄
- 并發(fā)的容器
- 1：JDK提供的并發(fā)容器
- 2：conlinkedlist
- 3：blockingqueue
- 3.1：你了解什么
- 3.2：arrayblockingqueue
- 3.3：linkedblockingqueue
- 3.4：priorityblockingqueue
- 4：concurrentskiplistmap
- 5：copyonwritearraylist
- 5.1實(shí)現(xiàn)原理
- 5.2 讀取操作
- 5.3寫操作
- 6：concurrenthashmap
1：JDK提供的并發(fā)容器
提供的都在java.util.concurrent包下面
- concurrnethashmap 線程安全的hashmap
- copyonwritearraylist 線程安全的list，在讀多于寫的情況下，非常實(shí)用
- concurrentlinkedlist：高效的并發(fā)隊(duì)列，使用鏈表連接，可以看作是線程安全的linkedlis，這是一個非阻塞隊(duì)列
- blockingqueue：接口，通過鏈表，數(shù)組等方式實(shí)現(xiàn)了這個接口。表示阻塞隊(duì)列，適用于數(shù)據(jù)共享的通道
- concurrnetskiplistmap：跳表的實(shí)現(xiàn)，這是一個map，使用跳表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速查詢
2：conlinkedlist
- Java提供的線程安全的queue可以分為阻塞隊(duì)列和非阻塞隊(duì)列，其中阻塞隊(duì)列的典型例子就是blockingqueue，非阻塞隊(duì)列就是concurrentlinkedqueue。阻塞隊(duì)列可以通過加鎖來實(shí)現(xiàn)，非阻塞隊(duì)列可以使用CAS操作實(shí)現(xiàn)
- 從名字可以看出，concurrentlinkedqueue，這個使用鏈表來作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要使用cas非阻塞的算法來實(shí)現(xiàn)線程安全
- 適用于對隊(duì)列讀寫存在多個線程進(jìn)行的場所，如果對隊(duì)列加鎖的成本比較高那么就適合使用無所的concurrenlinkedqueue來實(shí)現(xiàn)
3：blockingqueue
3.1：你了解什么
- blockingqueue是線程安全的堵塞隊(duì)列，它使用加鎖的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)
- 當(dāng)隊(duì)列的容器已經(jīng)滿了，生產(chǎn)者線程會被阻塞，直到隊(duì)列沒有滿
- 當(dāng)隊(duì)列容器為空的時候，消費(fèi)者線程會被阻塞，直到隊(duì)列到非空的時候
3.2：arrayblockingqueue
- 采用數(shù)組的方式來實(shí)現(xiàn)，容量不能改變。
- 不管是插入還是讀取，都需要獲取到鎖才能夠操作
- 默認(rèn)情況下不能夠保證公平性，如果要保證，可以新建立的時候設(shè)置為true
3.3：linkedblockingqueue
- 基于單向鏈表實(shí)現(xiàn)的阻塞隊(duì)列，具有FIFO的性質(zhì)
- 一般需要在創(chuàng)建的時候指定大小，如果沒有指定，容量等于 MAX
3.4：priorityblockingqueue
- 支持優(yōu)先級的阻塞隊(duì)列，默認(rèn)情況下采用自然排序
- 并發(fā)控制采用reentrantLock，且在創(chuàng)建的時候必須指定容量的大小
- 不可以插入 null，同時必須是課比較大小的，否則會 classCastException
4：concurrentskiplistmap
- 給定一個單鏈表，即使鏈表是有序的，我們想要查詢一個數(shù)據(jù)，也只能從頭遍歷到尾巴上，這樣的效率很低
- 跳表就不一樣，跳表是一種能偶來快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，類似與平衡樹
- 對跳表的插入和刪除只需要對整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的局部進(jìn)行操作，這樣帶來的好處就是，你只需要鎖住一部分就可以了
- 而在查詢的性能上，跳表的時間復(fù)雜度是 log n
- 跳表的本質(zhì)是維持了多個鏈表，并且每個鏈表之間是分層的
- 最底層的鏈表維護(hù)了跳表內(nèi)部的所有元素，每上面一層鏈表都是下面一層的子集
- 跳表內(nèi)的所有鏈表都是排序的，查找的時候，可以從頂部鏈表開始，一旦發(fā)現(xiàn)被查找的元素大于當(dāng)前鏈表中的取值，就會轉(zhuǎn)入下一層鏈表繼續(xù)找。
- 這也就是說在查找的過程中，搜索是跳躍式的，是一種以空間換取時間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
- 使用跳表實(shí)現(xiàn)map和哈希算法不同之處是：哈希并不會保存元素的順序，但是跳表之中都是排序的，因此對跳表進(jìn)行遍歷的時候，你會得到一個有序的結(jié)果。
5：copyonwritearraylist
- 在很多的場景之下，讀操作可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于寫操作，由于讀操作根本不會修改原有的數(shù)據(jù)，所以對于每次的讀加鎖是一種資源的浪費(fèi)，我們允許多個進(jìn)程同時讀取數(shù)據(jù)
- copyonwritearraylist，讀取是完全不用加鎖的，并且寫入也不會堵塞讀操作，只有寫入和寫入之間需要進(jìn)行同步的等待
5.1實(shí)現(xiàn)原理
- add，set都是創(chuàng)建底層數(shù)組的新的副本來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)list需要被修改的時候，并不修改當(dāng)前的數(shù)據(jù)，而是對原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次復(fù)制，將修改的內(nèi)容寫入副本。寫完之后，再將修改完的副本替換完原來的數(shù)據(jù)，這樣就可以保證寫數(shù)據(jù)不會影響讀操作 。
5.2 讀取操作
- 讀取操作沒有任何的絨布機(jī)制和鎖操作，因?yàn)樽x取不會被數(shù)據(jù)造成任何的修改
5.3寫操作
- 寫入操作的時候，加了鎖，避免了多個線程同時修改，導(dǎo)致多個副本出來
6：concurrenthashmap
- hashmap不是線程安全的，
總結(jié)
