谈谈java的并发容器、Queue
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同步类容器
并发类容器
ConcurrentMap:支持高并发下线程安全。
Copy-On-Write容器:最好在读多写少的情况下使用。
并发Queue
同步类容器
同步类容器是线程安全的。
//HashMap不是线程安全的,但是这样做之后就是线程安全的。
Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>());Vector类 是在 java 中可以实现自动增长的对象数组,线程安全的。
Vector<String> tickets = new Vector<String>();
HashTable、Vector,其底层的机制就是用传统的synchronized关键字对每个公共方法进行同步,所以性能较差。
并发类容器
ConcurrentHashMap代替了HashTable。
CopyOnWriteArrayList代替了Voctor。
以及并发的CopyonWriteArraySet。
以及并发的Queue,ConcurrentLinkedQueue(高性能队列)和LinkedBlockingQueue(阻塞形式的队列);具体的Queue还有很多,例如ArrayBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue。
ConcurrentMap:支持高并发下线程安全。
ConcurrentHashMap代替HashTable:
HashTable底层机制是用传统的synchronized关键字对每个公共方法进行同步,性能较差。
ConcurrentHashMap底层有一个segment(段)的概念最多分16个段,把一个HashTable分成许多段,相当于形成许多小的HashTable,通过减小锁的粒度,减小锁竞争的问题,底层大量使用volatile关键字声明,目的是第一时间获取修改的内容,性能非常好。
ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能,弥补ConcurrentHashMap)
ConcurrentHashMap<String, Object> chm = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
chm.put("k1", "v1");
chm.put("k2", "v2");
chm.put("k3", "v3");
chm.putIfAbsent("k4", "vvvv");//重复不加,不重复就加。
//System.out.println(chm.get("k2"));
//System.out.println(chm.size());
for(Map.Entry<String, Object> me : chm.entrySet()){System.out.println("key:" + me.getKey() + ",value:" + me.getValue());
}
Copy-On-Write容器:最好在读多写少的情况下使用。
对一个容器进行写操作的时候,不直接往当前容器添加,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器进行写操作;操作完成之后,再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是可以对CopyOnWrite容器进行并发的读,而不需要加锁。所以CopyOnWrite容器是一种读写分离的思想,读和写不同的容器。
CopyOnWriteArrayList<String> cwal = new CopyOnWriteArrayList<String>();
CopyOnWriteArraySet<String> cwas = new CopyOnWriteArraySet<String>();
在add、remove等方法加了锁,重入锁。java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
并发Queue
ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队列;BlockingQueue接口为代表的阻塞队列。
ConcurrentLinkedQueue:适用于高并发,无锁、先进先出、不允许null元素。
ConcurrentLinkedQueue重要方法:
add()和offer()都是加入元素(在ConcurrentLinkedQueue中这俩方法没有任何区别);
poll()和peek()都是取头元素节点,前者会删除元素,后者不会。//高性能无阻塞无界队列:ConcurrentLinkedQueue
ConcurrentLinkedQueue<String> q = new ConcurrentLinkedQueue<String>();
q.offer("a");
q.offer("b");
q.offer("c");
q.offer("d");
q.add("e");
System.out.println(q.poll()); //a 从头部取出元素,并从队列里删除
System.out.println(q.size()); //4
System.out.println(q.peek()); //b
System.out.println(q.size()); //4
ArrayBlockingQueue:基于数组实现的阻塞队列。内部维护了一个定长数组,以便缓存队列中的数据对象,其内部没实现读写分离,也就意味着生产和消费不能完全并行,长度是需要定义的,可以指定先进先出或者先进后出,也叫有界队列。
LinkedBlockingQueue:基于链表的阻塞队列,同ArrayBlockingQueue类似,其内部维持着一个数据缓冲队列(该队列由一个链表构成),LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据,是因为其内部实现采用分离锁(读写分离两个锁),从而实现生产者和消费者操作的完全并行运行。它是一个无界队列。
SynchronousQueue:一种没有缓冲的队列,生产者产生的数据直接会被消费者获取并消费。ArrayBlockingQueue<String> array = new ArrayBlockingQueue<String>(5);
array.put("a");
array.put("b");
array.add("c");
array.add("d");
array.add("e");
array.add("f");//最多5个,超长报错
//System.out.println(array.offer("a", 3, TimeUnit.SECONDS));//返回true或false//阻塞队列
LinkedBlockingQueue<String> q = new LinkedBlockingQueue<String>(5);//不声明长度的话,就是无界队列
q.offer("a");
q.offer("b");
q.offer("c");
q.offer("d");
q.offer("e");
q.add("f");//声明了5,但是用offer还添加的话添加不上,用add添加会报错。
//System.out.println(q.size());
for (Iterator iterator = q.iterator(); iterator.hasNext();) {String string = (String) iterator.next();System.out.println(string);
}
List<String> list = new ArrayList<String>();
System.out.println(q.drainTo(list, 3));//从队列中取3个元素放到集合里。3
System.out.println(list.size());//3
for (String string : list) {System.out.println(string);
}final SynchronousQueue<String> q = new SynchronousQueue<String>();
//q.add("asdasd");//直接这样加会报错
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {System.out.println(q.take());//会阻塞} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {q.add("asdasd");}
});
t2.start();
PriorityBlockingQueue:基于优先级的阻塞队列(优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象来决定,也就是说传入队列的对象必须实现Comparable接口),在实现PriorityBlockingQueue时,内部控制线程同步的锁采用的是公平锁,他也是一个无界的队列。public class Task implements Comparable<Task>{private int id ;private String name;public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic int compareTo(Task task) {return this.id > task.id ? 1 : (this.id < task.id ? -1 : 0); }public String toString(){return this.id + "," + this.name;}
}PriorityBlockingQueue<Task> q = new PriorityBlockingQueue<Task>();
Task t1 = new Task();
t1.setId(3);
t1.setName("id为3");
Task t2 = new Task();
t2.setId(4);
t2.setName("id为4");
Task t3 = new Task();
t3.setId(1);
t3.setName("id为1");
//return this.id > task.id ? 1 : 0;
q.add(t1); //3
q.add(t2); //4
q.add(t3); //1//并不是添加元素之后就排序
System.out.println("容器:" + q);//容器:[1,id为1, 4,id为4, 3,id为3]
System.out.println(q.take().getId());//调用take方法之后把优先级最高的元素拿出来
System.out.println("容器:" + q);
DelayQueue:带有延迟时间的Queue,其中的元素只有当其指定的延迟时间到了,才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue中的元素必须实现Delayed接口,DelayQueue是一个没有大小限制的队列,应用场景很多,比如对缓存超时的数据进行移除、任务超时处理、空闲连接的关闭等等。
public class WangBa implements Runnable { private DelayQueue<Wangmin> queue = new DelayQueue<Wangmin>(); public boolean yinye =true; public void shangji(String name,String id,int money){ Wangmin man = new Wangmin(name, id, 1000 * money + System.currentTimeMillis()); System.out.println("网名"+man.getName()+" 身份证"+man.getId()+"交钱"+money+"块,开始上机..."); this.queue.add(man); } public void xiaji(Wangmin man){ System.out.println("网名"+man.getName()+" 身份证"+man.getId()+"时间到下机..."); } @Override public void run() { while(yinye){ try { Wangmin man = queue.take(); xiaji(man); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main(String args[]){ try{ System.out.println("网吧开始营业"); WangBa siyu = new WangBa(); Thread shangwang = new Thread(siyu); shangwang.start(); siyu.shangji("路人甲", "123", 1); siyu.shangji("路人乙", "234", 10); siyu.shangji("路人丙", "345", 5); } catch(Exception e){ e.printStackTrace();} }
} public class Wangmin implements Delayed { private String name; //身份证 private String id; //截止时间 private long endTime; //定义时间工具类private TimeUnit timeUnit = TimeUnit.SECONDS;public Wangmin(String name,String id,long endTime){ this.name=name; this.id=id; this.endTime = endTime; } public String getName(){ return this.name; } public String getId(){ return this.id; } /*** 用来判断是否到了截止时间*/ @Override public long getDelay(TimeUnit unit) {//return unit.convert(endTime, TimeUnit.MILLISECONDS) - unit.convert(System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);return endTime - System.currentTimeMillis();} /*** 相互批较排序用*/ @Override public int compareTo(Delayed delayed) { Wangmin w = (Wangmin)delayed; return this.getDelay(this.timeUnit) - w.getDelay(this.timeUnit) > 0 ? 1:0; }
}
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