Java常用线程安全容器

Java常用线程安全容器

1. 并发集合类1.1 List实现1.2 Set实现1.3 Map实现

2. 阻塞队列 (BlockingQueue)2.1 常用实现2.2 双端队列(Deque)

3. 其他线程安全容器4. 传统线程安全容器5. 选择建议6. 性能考虑

Java 提供了多种线程安全的容器类,主要位于 java.util.concurrent 包中。以下是常用的线程安全容器分类介绍:

1. 并发集合类

1.1 List实现

CopyOnWriteArrayList 特点:读操作无锁,写操作复制整个数组 适用场景:读多写少的情况(如监听器列表) 注意:写操作开销大,不适合频繁修改

1.2 Set实现

CopyOnWriteArraySet 基于 CopyOnWriteArrayList 实现 特点与适用场景同 CopyOnWriteArrayList

ConcurrentSkipListSet 基于跳表实现的有序 Set 线程安全且排序

1.3 Map实现

ConcurrentHashMap JDK 中最常用的并发 Map 分段锁/ CAS 操作实现高并发 比 Hashtable 性能更好

ConcurrentSkipListMap 基于跳表实现的有序 Map 线程安全且按键排序

2. 阻塞队列 (BlockingQueue)

2.1 常用实现

ArrayBlockingQueue 有界队列,基于数组实现 FIFO(先进先出)原则

LinkedBlockingQueue 可选有界或无界,基于链表 吞吐量通常高于 ArrayBlockingQueue

PriorityBlockingQueue 无界优先级队列 元素必须实现 Comparable 接口

SynchronousQueue 不存储元素的特殊队列 每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作

DelayQueue 无界队列,元素需实现 Delayed 接口 只有延迟期满才能取出元素

2.2 双端队列(Deque)

LinkedBlockingDeque 可双向操作的阻塞队列 可从两端插入和移除元素

3. 其他线程安全容器

ConcurrentLinkedQueue 非阻塞线程安全队列 基于 CAS 操作实现

ConcurrentLinkedDeque 非阻塞线程安全双端队列

4. 传统线程安全容器

Vector 线程安全的 ArrayList 所有方法同步,性能较差

Hashtable 线程安全的 HashMap 所有方法同步,性能较差

Collections.synchronizedXXX() 包装方法创建的同步集合 如 Collections.synchronizedList()

5. 选择建议

Map:优先选择 ConcurrentHashMap List:读多写少用 CopyOnWriteArrayList,否则考虑同步包装 Queue:根据需求选择阻塞或非阻塞实现 Set:并发场景用 ConcurrentSkipListSet 或 CopyOnWriteArraySet

6. 性能考虑

ConcurrentHashMap 比 Hashtable 性能更好 CopyOnWriteArrayList 在遍历时不需要加锁 阻塞队列比非阻塞队列更适合生产者-消费者模式 并发容器通常比同步包装容器性能更好

对于高并发场景,优先考虑 java.util.concurrent 包中的并发容器,它们通常使用更高效的并发控制机制(如 CAS、分段锁等),而不是简单的同步方法。

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