Java集合（实现类线程安全性）

1、集合和Map

    下图是Java集合的Collection集合体系的继承树：

    下图是Java的Map体系的继承树：

    对于Set、List、Queue和Map四种集合，最常用的是HashSet、TreeSet、ArrayList、ArrayQueue、LinkedList和HashMap、TreeMap等实现类。

     其中Vector、HashTable、Properties是线程安全的。其中ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap等都是线程不安全的。（线程不安全是指：当多个线程访问同一个集合或Map时，如果有超过一个线程修改了ArrayList集合，则程序必须手动保证该集合的同步性。）

2、包装线程不安全的集合

    当多个并发向这些集合中存、取元素时，就可能会破坏这些集合的数据完整性。

    如果程序中有多个线程可能访问以上这些集合，就可以使用Collections提供的类方法把这些集合包装成线程安全的集合。Collections提供了如下几个静态方法。

• Collection synchronizedCollection(Collection c): 返回指定collection 对应的线程安全的collection。
• static List synchronizedList(List list): 返回指定List对象对应的线程安全的List 对象。
• static Map synchronizedMap(Map m): 返回指定Map对象对应的线程安全的Map对象。
• static Set synchronizedSet(Set s): 返回指定Set对象对应的线程安全的Set对象。
• static SortedMap synchronizedSortedMap(SortedMap m): 返回指定SortedMap对象对应的线程安全的SortedMap对象。
• static SortedSet synchronizedSortedSet(SortedSet s): 返回指定SortedSet对象对应的线程安全的SortedSet对象。

    例如需要在多线程里使用线程安全的HashMap对象(如果需要把某个集合包装成线程安全的集合，则应该在创建之后立即包装，如下程序所示)，则可以采用如下代码：

    // 使用Collections 的 synchronizedMap 方法将一个普通的HashMap包装成线程安全的类

    HashMap m = Collections.synchronizedMap(new HashMap());

3、线程安全的集合类

    从Java 5 开始，在java.util.concurrent 包下提供了大量支持高效并发访问的集合接口和实现类，如下图所示：

    从上图中所示的类图可以看出，这些线程安全的集合类可以分为如下两类。

• 以Concurrent 开头的集合类，如ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、ConcurrentLinkedQueue 和 ConcurrentLinkedDeque。
• 以CopyOnWrite 开头的集合类，如CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet。

    其中以Concurrent 开头的集合类代表了支持并发访问的集合，它们可以支持多个线程并发写入访问，这些写入线程的所有操作都是线程安全的，但读取操作不必锁定。以Concurrent 开头的集合类采用了更复杂的算法来保证永远不会锁住整个集合，因此在并发写入时有较好的性能。

    当多个线程共享访问一个公共集合时，ConcurrentLinkedQueue 是一个恰当的选择。ConcurrentLinkedQueue集合时无需等待。

    在默认情况下，ConcurrentHashMap 支持16个线程并发写入，当有超过16 个线程并发向该Map 中写入数据时，可能有一些线程需要等待。实际上，程序通过设置concurrentLevel 构造参数(默认值为16)来支持更多的并发写入线程。

    与前面介绍的HashMap 和普通集合不同的是，因为ConcurrentLinkedQueue 和 ConcurrenthashMap 支持多线程并发访问，所以当使用迭代来遍历集合时，该迭代器可能不能反映出创建迭代器之后所做的修改，但程序不会抛出任何异常。