Java并发集合——ArrayBlockingQueue ,LinkedBlockingQueue,ConcurrentHashMap

先看几个图了解下基本结构:
Java并发集合——ArrayBlockingQueue ,LinkedBlockingQueue,ConcurrentHashMap_第1张图片
Java并发集合——ArrayBlockingQueue ,LinkedBlockingQueue,ConcurrentHashMap_第2张图片
Java并发集合——ArrayBlockingQueue ,LinkedBlockingQueue,ConcurrentHashMap_第3张图片
Java并发集合——ArrayBlockingQueue ,LinkedBlockingQueue,ConcurrentHashMap_第4张图片

其中:

ArrayBlockingQueue extends AbstractQueue implements BlockingQueue 
LinkedBlockingQueue extends AbstractQueue implements BlockingQueue
ConcurrentHashMap extends AbstractMap implements ConcurrentMap

定义

  • ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue 底层采用数组来实现,其并发控制采用可重入锁来控制,
不管是插入操作还是读取操作,都需要获取到锁才能进行操作
ArrayBlockingQueue只有1个锁,添加数据和删除数据的时候只能有1个被执行,不允许并行执行。

  • LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue有2个锁,放锁和拿锁,
底层基于单向链表实现的阻塞队列,内部使用放锁和拿锁,这两个锁实现阻塞
添加数据和删除数据是可以并行进行的,当然添加数据和删除数据的时候只能有1个线程各自执行。

  • ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap使用分段锁技术,将数据分成一段一段的存储,
然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一段数据的时候,其他段的数据也能被其他线程访问,能够实现真正的并发访问

最后通俗的总结下区别

1、原理区别
ArrayBlockingQueue 底层是数组,1个锁
LinkedBlockingQueue 底层是单向链表,2个锁
ConcurrentHashMap 底层是分段锁,一段数据一个锁

2、并发方面
ArrayBlockingQueue 串行执行,不能并发
LinkedBlockingQueue 不同功能可并发,同一功能只能单线程
(不可2个线程同时添加数据)
ConcurrentHashMap 真正的并发(因为是分段存储数据)

附加:

HashMap是我们平时开发过程中用的比较多的集合,但它是非线程安全的,在涉及到多线程并发的情况,进行put操作有可能会引起死循环,导致CPU利用率接近100%。

final HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>(2);
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            map.put(UUID.randomUUID().toString(), "");
        }
    }).start();
}

解决方案有Hashtable和Collections.synchronizedMap(hashMap),不过这两个方案基本上是对读写进行加锁操作,一个线程在读写元素,其余线程必须等待,性能可想而知。
所以,Doug Lea给我们带来了并发安全的ConcurrentHashMap

具体可见:
解读 Java 并发队列 BlockingQueue
Java阻塞队列ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue实现原理分析
ConcurrentHashMap总结
ConcurrentHashMap原理分析
Java多线程/并发10、不可重入锁(自旋锁)、可重入锁

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