架构师入门笔记二 初识java容器

架构师入门笔记二 初识java容器

上一章简单介绍了 线程的关键字 synchronized 和 volatile 的用法及其注意事项。这章来讲解一下同步类容器，并发类容器，COW容器的原理和优缺点。

1. 同步类容器

同步类容器：如古老的Vector、HashTable。这些容器的同步功能其实都是有JDK的Collections.synchronized 等工厂方法创建实现的。其底层的机制无非就是用传统的synchronized关键字对每个公用的方法都进行同步，使得每次只能有一个线程访问容器的状态。这很明显不满足我们今天互联网时代高并发的需求，在保证线程安全的同时，也必须要有足够好的性能。

同步类容器都是线程安全的，但在某些场景下可能需要加锁来保护复合操作，复合类操作如：迭代（反复访问元素，遍历完容器中所有的元素）、跳转（根据指定的顺序找到当前元素的下一个元素）、以及条件运算。这些复合操作在多线程并发地修改容器时，可能会表现出意外的行为，最经典的便是ConcurrentModificationException，原因是当容器迭代的过程中，被并发的修改了内容，这是由于早期迭代器设计的时候并没有考虑并发修改的问题。

2. 并发类容器

jdk5.0 以后提供了很多并发类容器来代替同步类容器从而改善性能。不同类容器的状态都是串行化的。他们虽然实现了线程安全，但是严重的降低了并发性，在多线程环境时，严重降低了应用程序的吞吐量并发类容器是专门针对并发设计的，使用ConcurrentHashMap中，添加了一些常见操作的支持。以及使用了CopyOnWriteArrayList代替了Voctor，并发的CopyOnWriteArraySet，以及并发的Queue，ConcurrentLinkedQueue 和LinkedBlockingQueue，前者是高性能的队列，后者是阻塞形式的队列，具体实现Queue还有很多，例如ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue等。

3. Copy-On-Write容器

CopyOnWrite容器：写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里面添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。所以CopyOnWrite容器是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

应用场景：适合高并发的读操作（读多写少）。若写的操作非常多，会频繁复制容器，从而严重影响性能。

用法和 list ， set 集合一样
CopyOnWriteArrayList<Object> list = new CopyOnWriteArrayList<Object>();
CopyOnWriteArraySet<Object> set = new CopyOnWriteArraySet<Object>();

由源码可知，CopyOnWrite 写操作，都是加锁了。

public boolean add(E e) {        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lock();        try {            Object[] elements = getArray();            int len = elements.length;            Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);            newElements[len] = e;            setArray(newElements);            return true;        } finally {            lock.unlock();        }    }

以上就是java容器的简单介绍，下一章介绍队列Queue