多线程之同步类容器和并发类容器ConcurrentMap，CopyOnWrite讲解

不念不忘少年蓝@ 2022-05-19 22:17 262阅读 0赞

## 同步类容器 ##

同步类容器都是线程安全的，但是在有时候需要加锁来保护复合操作，比如：迭代（反复访问容器中的元素），跳转（根据指定顺序找到当前元素的下一个），条件运算，有时候并发操作，可能会引起意外。比如ConcurrentModificationException异常（迭代集合元素时候，并发修改）。

同步类容器有：vector HashTable，底层都是采用synchronized进行同步的。  
注意可以采用如下方式使得容器同步：

Map<String,String > map=Collections.synchronizedMap(new HashMap<String,String>());

## ConcurrentMap ##

同步类容器虽然线程安全，但是他们的状态都是串行化，严重降低了性能。  
而并发类容器则是专门针对并发设计的使用ConcurrentMap代替传统的hashTable，使用CopyOnWriteArrayList代替了传统的vector，还有并发的CopyOnWriteArraySet，以及并发的Queue，ConcurrentLinkedQueue(高性能队列)，LinkedBlockingQueue（阻塞队列）。

ConcurrentMap接口有如下两个重要实现：  
**ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能)**

**支持并发的原理：ConcurrentHashMap内部采用段来表示这些不同的部分，每个段实际上就是一个HashMap，他们有自己的锁，只要不同的操作发生在不同的段上，就可以并发执行，一共把一个整体分成了16段，也就是说最高支持16个线程并发操作容器，这是一种通过减小锁粒度的办法来降低锁的竞争的方案，并且代码中大多共享变量使用volatile关键字声明，目的是第一时间获取修改内容，性能非常好。**

package com.wuk.thread;
    
    import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
    
    public class MyThread04 { 
    
        private static ConcurrentHashMap<String, String> chMap=new ConcurrentHashMap<String, String>();
        public static void main(String[] args) {
    
            chMap.put("k1", "v1");
            chMap.put("k2", "v2");
            chMap.put("k3", "v3");
            chMap.put("k4", "v4");
            chMap.put("k5", "v5");
            chMap.putIfAbsent("k1", "1111");//如果存在不插入
    
        }
    
    }

## CopyOnWrite ##

简称COW，COW容器有两种：**CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。**

CopyOnWrite的理解：  
**CopyOnWrite容器也就是写时复制的容器，即当我们往一个容器中添加元素时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行复制，然后往新的容器里添加元素，添加之后，将原容器的引用指向新的容器，这样的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读写操作，而不需要加任何锁，这就是一种读写分离的容器。**

但是记住这种适合于**读多写少的场合**，因为复制一个容器比较浪费资源和时间。

注意如果出现多个线程写的情况下，就会采用等待的方式，看看add()源码:

public boolean add(E e) {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();
            try {
                Object[] elements = getArray();
                int len = elements.length;
                Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
                newElements[len] = e;
                setArray(newElements);
                return true;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

ReentrantLock 重入锁  
lock.lock();加锁  
lock.unlock(); 释放锁