JAVA同步容器和并发容器

一、同步容器:
包括Vector、HashTable,以及Collections.synchronizedXXX方法包装过的容器类,同步容器对其类中的每一个对外的方法都使用synchronized关键字进行修饰,以此来保证同步,以Hashtable为栗子,它在JDK中的部分实现代码:
JAVA同步容器和并发容器_第1张图片
这样虽然保证了线程安全,但这样每次只有一个线程访问容器,所以在并发的情况下性能上会削弱许多。并且迭代时如果数据发生变动仍然会抛出ConcurrentModificationException,举个栗子:
JAVA同步容器和并发容器_第2张图片

二、并发容器:
专门为多线程设计,并且不会抛出ConcurrentModificationException,常见的包括如下:
1、ConcurrentHashMap:在HashMap的基础上采用分段锁,所以效率高于Hashtable。
2、CopyOnWriteArrayList:使用“写入时复制”的方法,维护一个Object类型的数组,写入新数据时,复制一份原有数组的拷贝,对这份拷贝改动后再代替原有的数组,在这个过程中如果有读取,则返回原数组,JDK中的实现代码:
JAVA同步容器和并发容器_第3张图片
JAVA同步容器和并发容器_第4张图片
3.BlockingQueue:阻塞队列,例如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等相关实现类。阻塞队列的put和take方法会分别在队列满或空的时候发生阻塞,直到队列中有可用空间或可用元素,用阻塞队列可以很容易实现一个生产者-消费者模型:

/**
 *
 * @author jianbinggouzi
 */
public class BlockingQueueTest {
    private LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue(20);
    
    public BlockingQueueTest(){
        for(int i=0;i<5;i++){
            new Producer().start();
        }
        for(int i=0;i<5;i++){
            new Worker().start();
        }
    }
    
    class Producer extends Thread{
        public void run(){
            while(true){
                try {
                queue.put(new Object());
                System.out.println(queue.size());
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException ex) {
                Logger.getLogger(BlockingQueueTest.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
            }
            }
            
        }
    }
    class Worker extends Thread{
        public void run(){
            while(true){
             try{
                queue.take();
                System.out.println(queue.size());
                Thread.sleep(1000);
            }catch(InterruptedException ex){
                ex.printStackTrace();
            }   
            }
            
        }
    }
 }

当然阻塞队列也提供如下方法:
add():添加元素,但是队列满时不会向put一样阻塞直到有空位,而是直接抛出异常。
offer():添加元素,如果队列已满,不会添加,也不会抛出异常,也不会阻塞,程序继续运行。
poll():取出第一个元素,队列为空时返回null。
peek():返回队列第一个元素,队列中的第一个元素不弹出,队列为空时返回null。

LinkedBlockingQueue由链表实现,在初始化时可以不指定大小,所以在内存允许的情况下,可以当做一个无边界队列使用,当然这种情况下put()方法的阻塞就显得没意义了,ArrayBlockingQueue由数组实现,所以在使用时需要指定大小。

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