Java高并发容器

JUC基于非阻塞算法（Lock Free，无锁编程）提供了一组高并发容器，包括高并发的List、Set、Queue、Map容器。

JUC高并发容器基于非阻塞算法（或者无锁编程算法）实现的容器类，无锁编程算法主要通过CAS（Compare And Swap）+ Volatile组合实现，通过CAS保障操作的原子性，通过volatile保障变量内存的可见性。

JUC包中的高并发List主要有CopyOnWriteArrayList，对应的基础容器为ArrayList。

CopyOnWriteArrayList相当于线程安全的ArrayList，它实现了List接口。在读多写少的场景中，其性能远远高于ArrayList的同步包装容器。

JUC包中的Set主要有CopyOnWriteArraySet和ConcurrentSkipListSet。

CopyOnWriteArraySet继承自AbstractSet类，对应的基础容器为HashSet。其内部组合了一个CopyOnWriteArrayList对象，它的核心操作是基于CopyOnWriteArrayList实现的。

ConcurrentSkipListSet是线程安全的有序集合，对应的基础容器为TreeSet。它继承自AbstractSet，并实现了NavigableSet接口。ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的。

JUC包中Map主要有ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap。

ConcurrentHashMap对应的基础容器为HashMap。JDK 6中的ConcurrentHashMap采用一种更加细粒度的“分段锁”加锁机制，JDK 8中采用CAS无锁算法。

ConcurrentSkipListMap对应的基础容器为TreeMap。其内部的Skip List（跳表）结构是一种可以代替平衡树的数据结构，默认是按照Key值升序的。

JUC包中的Queue的实现类包括三类：单向队列、双向队列和阻塞队列。

ConcurrentLinkedQueue是基于列表实现的单向队列，按照FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。新元素从队列尾部插入，而获取队列元素则需要从队列头部获取。

ConcurrentLinkedDeque是基于链表的双向队列，但是该队列不允许null元素。作为双向队列，ConcurrentLinkedDeque可以当作“栈”来使用，并且高效地支持并发环境。

除了提供普通的单向队列、双向队列外，JUC拓展了队列，增加了可阻塞的插入和获取等操作，提供了一组阻塞队列，具体如下：

1）ArrayBlockingQueue：基于数组实现的可阻塞的FIFO队列。

2）LinkedBlockingQueue：基于链表实现的可阻塞的FIFO队列。

3）PriorityBlockingQueue：按优先级排序的队列。

4）DelayQueue：按照元素的Delay时间进行排序的队列。

5）SynchronousQueue：无缓冲等待队列。