Java线程安全的集合详解

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一、早期线程安全的集合

我们先从早期的线程安全的集合说起,它们是Vector和HashTable

1.Vector

Vector和ArrayList类似,是长度可变的数组,与ArrayList不同的是,Vector是线程安全的,它给几乎所有的public方法都加上了synchronized关键字。由于加锁导致性能降低,在不需要并发访问同一对象时,这种强制性的同步机制就显得多余,所以现在Vector已被弃用

2.HashTable

HashTable和HashMap类似,不同点是HashTable是线程安全的,它给几乎所有public方法都加上了synchronized关键字,还有一个不同点是HashTable的K,V都不能是null,但HashMap可以,它现在也因为性能原因被弃用了

二、Collections包装方法

Vector和HashTable被弃用后,它们被ArrayList和HashMap代替,但它们不是线程安全的,所以Collections工具类中提供了相应的包装方法把它们包装成线程安全的集合

List<E> synArrayList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E>());

Set<E> synHashSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<E>());

Map<K,V> synHashMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<K,V>());

...

Collections针对每种集合都声明了一个线程安全的包装类,在原集合的基础上添加了锁对象,集合中的每个方法都通过这个锁对象实现同步

三、java.util.concurrent包中的集合

1.ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap和HashTable都是线程安全的集合,它们的不同主要是加锁粒度上的不同。HashTable的加锁方法是给每个方法加上synchronized关键字,这样锁住的是整个Table对象。而ConcurrentHashMap是更细粒度的加锁
在JDK1.8之前,ConcurrentHashMap加的是分段锁,也就是Segment锁,每个Segment含有整个table的一部分,这样不同分段之间的并发操作就互不影响
JDK1.8对此做了进一步的改进,它取消了Segment字段,直接在table元素上加锁,实现对每一行进行加锁,进一步减小了并发冲突的概率

2.CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet

它们是加了写锁的ArrayList和ArraySet,锁住的是整个对象,但读操作可以并发执行

3.

除此之外还有ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentLinkedDeque等,至于为什么没有ConcurrentArrayList,原因是无法设计一个通用的而且可以规避ArrayList的并发瓶颈的线程安全的集合类,只能锁住整个list,这用Collections里的包装类就能办到

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