Java多線程進階（二六）—— J.U.C之collections框架：ConcurrentSkipListSet

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1、ConcurrentSkipListSet簡介

ConcurrentSkipListSet，是JDK1.6時J.U.C新增的一個集合工具類，顧名思義，它是一種SET類型。

SET類型，在數學上稱爲「集合」，具備互異性、無序性的特色，也就是說SET中的任意兩個元素均不相同（即不包含重複元素），且元素是無序的。

是否是感受和HashMap有點相似？HashMap中的Key也是不能重複，且是無序的。

事實上，JDK提供的默認SET實現——HashSet，其實就是採用「組合」的方式——內部引用了一個HashMap對象，以此實現SET的功能。

咱們來看下ConcurrentSkipListSet的類繼承圖：

能夠看到，ConcurrentSkipListSet實現了NavigableSet接口，在Java多線程進階（二五）—— J.U.C之collections框架：ConcurrentSkipListMap中，咱們提到過ConcurrentSkipListMap實現了NavigableMap接口，以提供和排序相關的功能，維持元素的有序性，因此ConcurrentSkipListSet就是一種爲併發環境設計的有序SET工具類。

NavigableSet的功能和 NavigableMap幾乎是徹底同樣的，提供了根據指定Key返回最接近項、按升序/降序返回全部鍵的視圖等功能。惟一的區別是NavigableSet針對的僅僅是鍵值，NavigableMap針對鍵值對進行操做。

2、ConcurrentSkipListSet原理

內部結構

ConcurrentSkipListSet的實現很是簡單，其內部引用了一個ConcurrentSkipListMap對象，全部API方法均委託ConcurrentSkipListMap對象完成：

public class ConcurrentSkipListSet<E> extends AbstractSet<E>
    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

    /**
     * The underlying map. Uses Boolean.TRUE as value for each
     * element.  This field is declared final for the sake of thread
     * safety, which entails some ugliness in clone().
     */
    private final ConcurrentNavigableMap<E, Object> m;

    public ConcurrentSkipListSet() {
        m = new ConcurrentSkipListMap<E, Object>();
    }

    public ConcurrentSkipListSet(Comparator<? super E> comparator) {
        m = new ConcurrentSkipListMap<E, Object>(comparator);
    }

    public ConcurrentSkipListSet(Collection<? extends E> c) {
        m = new ConcurrentSkipListMap<E, Object>();
        addAll(c);
    }

    public ConcurrentSkipListSet(SortedSet<E> s) {
        m = new ConcurrentSkipListMap<E, Object>(s.comparator());
        addAll(s);
    }

    ConcurrentSkipListSet(ConcurrentNavigableMap<E, Object> m) {
        this.m = m;
    }
    
    // ...
}

從上述代碼能夠看出，ConcurrentSkipListSet在構造時建立了一個ConcurrentSkipListMap對象，並由字段m引用，因此其實ConcurrentSkipListSet就是一種跳錶類型的數據結構，其平均增刪改查的時間複雜度均爲O(logn)。

核心方法

咱們來看下ConcurrentSkipListSet是如何實現API方法的：

public int size() {
    return m.size();
}

public boolean isEmpty() {
    return m.isEmpty();
}

public boolean contains(Object o) {
    return m.containsKey(o);
}


public boolean add(E e) {
    return m.putIfAbsent(e, Boolean.TRUE) == null;
}

public boolean remove(Object o) {
    return m.remove(o, Boolean.TRUE);
}

public void clear() {
    m.clear();
}
 
//...

從上述代碼能夠看出，全部操做均是委託ConcurrentSkipListMap對象完成的。重點看下add方法：

public boolean add(E e) {
    return m.putIfAbsent(e, Boolean.TRUE) == null;
}

咱們知道ConcurrentSkipListMap對鍵值對的要求是均不能爲null，因此ConcurrentSkipListSet在插入元素的時候，用一個Boolean.TRUE對象（至關於一個值爲true的Boolean型對象）做爲value，同時putIfAbsent能夠保證不會存在相同的Key。

因此，最終跳錶中的全部Node結點的Key均不會相同，且值都是Boolean.True。