并发编程(9)-同步类容器和并发类容器

1.同步类容器

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符合操作。符合类操作如：迭代（反复访问元素，遍历完容器中国所有的元素）、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的修改容器时，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。

同步类容器：如古老的vector和hashTable，这些容器的同步功能骑手都是由jdk的Collections.synchronized..等工厂方法去创建实现的。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。

public class Tickets {    public static void main(String[] args) {        final Vector<String> tickets = new Vector<String>();//      final List<String> tickets = new ArrayList<String>();        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {            tickets.add("火车票"+i);        }        for (int i = 1; i <= 100; i++) {            new Thread("线程"+i){                public void run() {                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---买走了---"+tickets.remove(0));                };            }.start();        }    }}

打印结果：

线程2—买走了—火车票1
线程3—买走了—火车票2
线程65—买走了—火车票51
线程64—买走了—火车票50
线程66—买走了—火车票49
线程62—买走了—火车票48
线程61—买走了—火车票47
线程60—买走了—火车票46
线程58—买走了—火车票45
线程63—买走了—火车票53
线程53—买走了—火车票44
线程57—买走了—火车票43
线程54—买走了—火车票42
线程52—买走了—火车票41
线程59—买走了—火车票54
线程55—买走了—火车票55
线程56—买走了—火车票40
线程51—买走了—火车票56
线程47—买走了—火车票57
线程48—买走了—火车票39
线程35—买走了—火车票60
线程50—买走了—火车票38
线程49—买走了—火车票37
线程31—买走了—火车票61
线程27—买走了—火车票62
线程44—买走了—火车票36
线程46—买走了—火车票35
线程45—买走了—火车票34
线程41—买走了—火车票33
线程37—买走了—火车票32
线程33—买走了—火车票31
线程29—买走了—火车票30
线程25—买走了—火车票29
线程21—买走了—火车票28
线程42—买走了—火车票27
线程17—买走了—火车票26
线程13—买走了—火车票25
线程9—买走了—火车票24
线程5—买走了—火车票23
线程1—买走了—火车票22
线程38—买走了—火车票21
线程40—买走了—火车票20
线程34—买走了—火车票19
线程30—买走了—火车票18
线程70—买走了—火车票70
线程73—买走了—火车票71
线程74—买走了—火车票72
线程77—买走了—火车票73
线程36—买走了—火车票17
线程26—买走了—火车票16
线程72—买走了—火车票74
线程22—买走了—火车票15
线程80—买走了—火车票76
线程18—买走了—火车票14
线程32—买走了—火车票13
线程14—买走了—火车票12
线程92—买走了—火车票79
线程10—买走了—火车票11
线程28—买走了—火车票10
线程6—买走了—火车票9
线程24—买走了—火车票8
线程20—买走了—火车票7
线程16—买走了—火车票6
线程12—买走了—火车票5
线程8—买走了—火车票4
线程4—买走了—火车票3
线程78—买走了—火车票80
线程88—买走了—火车票78
线程94—买走了—火车票84
线程96—买走了—火车票85
线程100—买走了—火车票87
线程84—买走了—火车票77
线程76—买走了—火车票75
线程69—买走了—火车票69
线程68—买走了—火车票68
线程81—买走了—火车票88
线程85—买走了—火车票90
线程89—买走了—火车票91
线程7—买走了—火车票67
线程11—买走了—火车票66
线程15—买走了—火车票65
线程19—买走了—火车票64
线程23—买走了—火车票63
线程39—买走了—火车票59
线程43—买走了—火车票58
线程67—买走了—火车票52
线程97—买走了—火车票92
线程93—买走了—火车票89
线程98—买走了—火车票86
线程90—买走了—火车票83
线程86—买走了—火车票82
线程82—买走了—火车票81
线程71—买走了—火车票93
线程75—买走了—火车票94
线程79—买走了—火车票95
线程83—买走了—火车票96
线程87—买走了—火车票97
线程91—买走了—火车票98
线程95—买走了—火车票99
线程99—买走了—火车票100

2.并发类容器

jdk1.5以后提供了多种并发容器替代同步类容器从而改善性能。同步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来代替给予散列的传统的HashTable，而且在ConcurrentHashMap中，添加了一些常见复合操作的支持。以及使用了CopyOnWriteArrayList代替Vector，并发的CopyOnWriteArraySet,以及并发的Queue，ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue，前者是高性能的队列，后者是以阻塞形式的队列，具体实现Queue还有很多，例如ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue，SynchronizedQueue等。

ConcurrentHashMap

public class UseConcurrentHashMap {    public static void main(String[] args) {        ConcurrentHashMap<String, Object> chm = new ConcurrentHashMap<String, Object>();        chm.put("k1", "v1");        chm.put("k2", "v2");        chm.put("k3", "v3");        chm.putIfAbsent("k4", "vvvv");        for (Map.Entry<String, Object> me : chm.entrySet()) {            System.out.println("key:" + me.getKey() + ",value:" + me.getValue());        }    }}

CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArraySet

public class UseCopyOnWrite {    public static void main(String[] args) {        CopyOnWriteArrayList<String> cowal = new CopyOnWriteArrayList<String>();        CopyOnWriteArraySet<String> cowas = new CopyOnWriteArraySet<String>();    }}