并發(fā)編程系列文章:?
????? 初解線程池:http://ray-yui.iteye.com/blog/2072463?
????? 詳解線程池:http://ray-yui.iteye.com/blog/2075311?
????? 并發(fā)數(shù)據(jù)類型:http://ray-yui.iteye.com/blog/2080454?
????? 并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):http://ray-yui.iteye.com/blog/2080454?


??????由于并行程序與串行程序的不同特點(diǎn),適用于串行程序當(dāng)中的常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在并發(fā)環(huán)境中會引發(fā)線程安全問題,例如ArrayList,HashSet,HashMap等,這是因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不是線程安全的,所以編寫并行程序時需要將原串行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為線程安全或使用對并行程序效率更高的并行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?


??????使傳統(tǒng)集合更改為線程安全集合?

Java代碼??

??public?class?TestMain?{??

@Test??

public?void?testTraditionCollections()?throws?Exception?{??

??

????//?Collections中提供多種方法將集合變成線程安全??

??

????//?轉(zhuǎn)換ArrayList??

????Collections.synchronizedList(new?ArrayList<Object>());??

??

????//?轉(zhuǎn)換HashMap??

????Collections.synchronizedMap(new?HashMap<Object,?Object>());??

??

????//?轉(zhuǎn)換HashSet??

????Collections.synchronizedSet(new?HashSet<Object>());??

}??

并發(fā)List?
??????Vector和CopyOnWriteArrayList是兩個線程安全的List實(shí)現(xiàn),而Vector和CopyOnWriteArrayList的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)又有所不同,Vector使用鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)線程安全,在多線程世界中鎖是并發(fā)的最大敵人,太多的鎖競爭會消耗系統(tǒng)資源和降低并發(fā),而CopyOnWriteArrayList實(shí)現(xiàn)并不使用鎖,而是使用了對象的不變性,在對象讀取時不需要加鎖,而是在試圖改變對象時,先獲取對象的一個copy,對copy進(jìn)行修改后將副本回寫,減少了鎖競爭提高了并發(fā)時的讀取性能,但某程度上犧牲了寫的性能,當(dāng)寫操作頻繁時請選擇Vector,當(dāng)高并發(fā)讀取時,應(yīng)該選擇CopyOnWriteArrayList?



并發(fā)Set?
????? 對比上述并發(fā)List,Set當(dāng)中亦存在CopyOnWriteArraySet,對應(yīng)并發(fā)List當(dāng)中的CopyOnWriteArrayList,而Vector對應(yīng)使用Collections.synchronizedSet后的Set?



并發(fā)Map?
????? 在并發(fā)環(huán)境中使用Collections.synchronizedMap可以獲取線程安全的Map,或HashTable,但JDK提供了另一種并發(fā)ComcurrentHashMap,ComcurrentHashMap的讀寫速度比同步Map速度更快,ComcurrentHashMap如此高效得益于它的get操作是無鎖的,而put操作鎖的粒度比同步的Map小,在高并發(fā)環(huán)境中務(wù)必優(yōu)先選擇ComcurrentHashMap?



并發(fā)Queue?
????? 在并發(fā)Queue中提供了兩套具有代表性的實(shí)現(xiàn),分別是高性能的ConcurrentLinkedQueue和BlockingQueue,ConcurrentLinkedQueue適用于高并發(fā)的讀寫,它通過無鎖的方式實(shí)現(xiàn)高性能,BlockingQueue的主要功能并不是體現(xiàn)在提升并發(fā)時隊(duì)列的性能,而在于簡化多線程之間的數(shù)據(jù)共享,阻塞隊(duì)列在生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式中得到了完美的體現(xiàn),BlockingQueue提供了3種存取方式,請讀者參考JDK文檔?

????? PS:BlockingQueue有ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue兩個實(shí)現(xiàn)類,相信讀者已熟悉Array和Linked的區(qū)別,此乃經(jīng)典面試題,筆者在此不再敘述?



并發(fā)Deque?
??????Deque是基于鏈接點(diǎn)的阻塞栓雙端隊(duì)列,Deque允許在隊(duì)列的頭部或者尾部進(jìn)行讀寫,LinkedList也實(shí)現(xiàn)了Deque接口,Deque和Queue一樣提供了3種元素的存取方式,甚至提供了指讀取不刪除的操作方式,詳情請讀者查看JDK幫助文檔,但LinkedBlockingDeque并沒有進(jìn)行讀寫鎖分離,因此在效率方面要低于LinkedBlockingQueue更遠(yuǎn)低于ConcurrentLinkedQueue?


總結(jié):?
????? 軟件中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)博大精深,但萬變不離經(jīng)典,除了要熟練使用傳統(tǒng)串行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)外,還需要對并發(fā)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有所認(rèn)識和了解,特別在開發(fā)并行程序時需要格外注意,否則將出現(xiàn)非常難以重現(xiàn)的錯誤,在并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中還有Apache下的Amino框架,Amino框架提供更快速實(shí)現(xiàn)CAS算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),詳情請留意筆者后續(xù)文章?

來自：http://ray-yui.iteye.com/blog/2084202

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總結(jié)

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