并發編程系列文章:?
????? 初解線程池:http://ray-yui.iteye.com/blog/2072463?
????? 詳解線程池:http://ray-yui.iteye.com/blog/2075311?
????? 并發數據類型:http://ray-yui.iteye.com/blog/2080454?
????? 并發數據結構:http://ray-yui.iteye.com/blog/2080454?


??????由于并行程序與串行程序的不同特點,適用于串行程序當中的常用數據結構在并發環境中會引發線程安全問題,例如ArrayList,HashSet,HashMap等,這是因為這些數據結構不是線程安全的,所以編寫并行程序時需要將原串行數據結構轉換為線程安全或使用對并行程序效率更高的并行數據結構?


??????使傳統集合更改為線程安全集合?

Java代碼??

??public?class?TestMain?{??

@Test??

public?void?testTraditionCollections()?throws?Exception?{??

??

????//?Collections中提供多種方法將集合變成線程安全??

??

????//?轉換ArrayList??

????Collections.synchronizedList(new?ArrayList<Object>());??

??

????//?轉換HashMap??

????Collections.synchronizedMap(new?HashMap<Object,?Object>());??

??

????//?轉換HashSet??

????Collections.synchronizedSet(new?HashSet<Object>());??

}??

并發List?
??????Vector和CopyOnWriteArrayList是兩個線程安全的List實現,而Vector和CopyOnWriteArrayList的內部實現又有所不同,Vector使用鎖機制實現線程安全,在多線程世界中鎖是并發的最大敵人,太多的鎖競爭會消耗系統資源和降低并發,而CopyOnWriteArrayList實現并不使用鎖,而是使用了對象的不變性,在對象讀取時不需要加鎖,而是在試圖改變對象時,先獲取對象的一個copy,對copy進行修改后將副本回寫,減少了鎖競爭提高了并發時的讀取性能,但某程度上犧牲了寫的性能,當寫操作頻繁時請選擇Vector,當高并發讀取時,應該選擇CopyOnWriteArrayList?



并發Set?
????? 對比上述并發List,Set當中亦存在CopyOnWriteArraySet,對應并發List當中的CopyOnWriteArrayList,而Vector對應使用Collections.synchronizedSet后的Set?



并發Map?
????? 在并發環境中使用Collections.synchronizedMap可以獲取線程安全的Map,或HashTable,但JDK提供了另一種并發ComcurrentHashMap,ComcurrentHashMap的讀寫速度比同步Map速度更快,ComcurrentHashMap如此高效得益于它的get操作是無鎖的,而put操作鎖的粒度比同步的Map小,在高并發環境中務必優先選擇ComcurrentHashMap?



并發Queue?
????? 在并發Queue中提供了兩套具有代表性的實現,分別是高性能的ConcurrentLinkedQueue和BlockingQueue,ConcurrentLinkedQueue適用于高并發的讀寫,它通過無鎖的方式實現高性能,BlockingQueue的主要功能并不是體現在提升并發時隊列的性能,而在于簡化多線程之間的數據共享,阻塞隊列在生產者-消費者模式中得到了完美的體現,BlockingQueue提供了3種存取方式,請讀者參考JDK文檔?

????? PS:BlockingQueue有ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue兩個實現類,相信讀者已熟悉Array和Linked的區別,此乃經典面試題,筆者在此不再敘述?



并發Deque?
??????Deque是基于鏈接點的阻塞栓雙端隊列,Deque允許在隊列的頭部或者尾部進行讀寫,LinkedList也實現了Deque接口,Deque和Queue一樣提供了3種元素的存取方式,甚至提供了指讀取不刪除的操作方式,詳情請讀者查看JDK幫助文檔,但LinkedBlockingDeque并沒有進行讀寫鎖分離,因此在效率方面要低于LinkedBlockingQueue更遠低于ConcurrentLinkedQueue?


總結:?
????? 軟件中數據結構博大精深,但萬變不離經典,除了要熟練使用傳統串行數據結構外,還需要對并發的數據結構有所認識和了解,特別在開發并行程序時需要格外注意,否則將出現非常難以重現的錯誤,在并發數據結構中還有Apache下的Amino框架,Amino框架提供更快速實現CAS算法的數據結構,詳情請留意筆者后續文章?

來自：http://ray-yui.iteye.com/blog/2084202

轉載于:https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3812255.html

總結

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