java并发系列——并发集合(一)

一、介绍

在编程语言中，数据结构是一种能为计算机提供数据存储的元素，在java语言中，提供了集合框架，实现不同类型的数据结构的属性，类和接口等，可以应用于程序中。
在并发编程中，常用的大多数集合并不适用，因为它们没有控制数据
的并发访问，当多个并发线程访问同一个共享的数据结构时，会造成数据的不正确性。比如ArrayList，HashMap等。

（1）、当然java提供了可以在并发中使用的，不会出现问题且可保证数据一致的集合，可以分为如下两种：
1.阻塞集合
这种集合包括添加和删除数据的操作。如果操作不能立即进行，是因为集合已满或者为空，该程序将被阻塞，直到操作可以进行。
2.非阻塞集合
这种集合也包括添加和删除数据的操作。如果操作不能立即进行，这个操作将返回null值或抛出异常，但该线程将不会阻塞。

（2）、在并发编程中常用的一些集合列表:

• 非阻塞列表，使用ConcurrentLinkedDeque类。
• 阻塞列表，使用LinkedBlockingDeque类。
• 用在生产者与消费者数据的阻塞列表，使用LinkedTransferQueue类。
• 使用优先级排序元素的阻塞列表，使用PriorityBlockingQueue类。
• 存储延迟元素的阻塞列表，使用DelayQueue类。
• 非阻塞可导航的map，使用ConcurrentSkipListMap类。
• 随机数，使用ThreadLocalRandom类。
• 原子变量，使用AtomicLong和AtomicIntegerArray类。

二、非阻塞线程安全列表

（1）、列表(List):是最基本的线性集合元素，一个列表有不确定的元素数量，并且你可以添加、读取和删除任意位置上的元素。并发列表允许不同的线程在同一时刻对列表的元素进行添加或删除，而不会产生任何数据不一致（问题）。
（2）、ConcurrentLinekedQueue的使用，它是非阻塞的，若操作不能立即完成，它将根据此操作返回null或抛出异常。
下面来实现一个例子：
1.往列表中大量添加数据；
2.在同个列表中，进行数据的大量删除
程序实现：
1.增加任务类

public class AddTask implements Runnable {    private ConcurrentLinkedDeque<String> list;    public AddTask(ConcurrentLinkedDeque<String> list){        this.list=list;    }    @Override    public void run() {        String name=Thread.currentThread().getName();        for(int i=0;i<10000;i++){            list.add(name+":"+i);        }    }}

2.删除任务类

public class PollTask implements Runnable {    private ConcurrentLinkedDeque<String> list;    public PollTask(ConcurrentLinkedDeque<String> list){        this.list=list;    }    @Override    public void run() {        for(int i=0;i<5000;i++){            list.pollFirst();            list.pollLast();        }    }}

3.测试类

@Test    public void tesConcurrentLinkedDeque(){        ConcurrentLinkedDeque<String> list=new ConcurrentLinkedDeque<String>();        Thread threads[]=new Thread[100];        for(int i=0;i<threads.length;i++){            AddTask task=new AddTask(list);            threads[i]=new Thread(task);            threads[i].start();        }        //使用join方法等待这些线程的完成        for(int i=0;i<threads.length;i++){            try {                threads[i].join();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        System.out.printf("Size of the List: %d\n",list.size());        for (int i=0; i<threads.length; i++){            PollTask task=new PollTask(list);            threads[i]=new Thread(task);            threads[i].start();            }        System.out.printf("Main: %d PollTask threads have been launched\n",threads.length);        //使用join方法等待这些线程的完成        for(int i=0;i<threads.length;i++){            try {                threads[i].join();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        System.out.printf("Size of the List: %d\n",list.size());    }

4、运行结果

（3）、 实现说明：
1.创建100个增加任务的线程(AddTask)，将并发的list初始化到线程中
2.每个线程会在list的尾部插入新的元素，插入10000个元素，则list的大小为
3.用join方法等待线程创建完成，才开始执行下面操作
4.创建100个删除任务的线程（PollTask）
5.每个PollTask会执行pollFirst()删除头部元素，执行pollLast()删除尾部元素，若列表为空，则返回null
6.利用list的size()方法，打印列表元素中的量。