Java多線程系列--「JUC集合」01之 框架

 

概要

以前，在"Java 集合系列目錄(Category)"中，講解了Java集合包中的各個類。接下來，將展開對JUC包中的集合進行學習。在學習以前，先溫習一下"Java集合包"。本章內容包括：
Java集合包
JUC中的集合類

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Java集合包

在「Java 集合系列01之 整體框架」中，介紹java集合的架構。主體內容包括Collection集合和Map類；而Collection集合又能夠劃分爲List(隊列)和Set(集合)。

1. List的實現類主要有: LinkedList, ArrayList, Vector, Stack。

(01) LinkedList是雙向鏈表實現的雙端隊列；它不是線程安全的，只適用於單線程。
(02) ArrayList是數組實現的隊列，它是一個動態數組；它也不是線程安全的，只適用於單線程。
(03) Vector是數組實現的矢量隊列，它也一個動態數組；不過和ArrayList不一樣的是，Vector是線程安全的，它支持併發。
(04) Stack是Vector實現的棧；和Vector同樣，它也是線程安全的。

 

2. Set的實現類主要有: HastSet和TreeSet。

(01) HashSet是一個沒有重複元素的集合，它經過HashMap實現的；HashSet不是線程安全的，只適用於單線程。
(02) TreeSet也是一個沒有重複元素的集合，不過和HashSet不一樣的是，TreeSet中的元素是有序的；它是經過TreeMap實現的；TreeSet也不是線程安全的，只適用於單線程。

 

3.Map的實現類主要有: HashMap，WeakHashMap, Hashtable和TreeMap。

(01) HashMap是存儲「鍵-值對」的哈希表；它不是線程安全的，只適用於單線程。
(02) WeakHashMap是也是哈希表；和HashMap不一樣的是，HashMap的「鍵」是強引用類型，而WeakHashMap的「鍵」是弱引用類型，也就是說當WeakHashMap 中的某個鍵再也不正常使用時，會被從WeakHashMap中被自動移除。WeakHashMap也不是線程安全的，只適用於單線程。
(03) Hashtable也是哈希表；和HashMap不一樣的是，Hashtable是線程安全的，支持併發。
(04) TreeMap也是哈希表，不過TreeMap中的「鍵-值對」是有序的，它是經過R-B Tree(紅黑樹)實現的；TreeMap不是線程安全的，只適用於單線程。
更多關於這些集合類的介紹，能夠參考「Java 集合系列目錄(Category)」。

 

    爲了方便，咱們將前面介紹集合類統稱爲」java集合包「。java集合包大可能是「非線程安全的」，雖然能夠經過Collections工具類中的方法獲取java集合包對應的同步類，可是這些同步類的併發效率並非很高。爲了更好的支持高併發任務，併發大師Doug Lea在JUC(java.util.concurrent)包中添加了java集合包中單線程類的對應的支持高併發的類。例如，ArrayList對應的高併發類是CopyOnWriteArrayList，HashMap對應的高併發類是ConcurrentHashMap，等等。

    JUC包在添加」java集合包「對應的高併發類時，爲了保持API接口的一致性，使用了」Java集合包「中的框架。例如，CopyOnWriteArrayList實現了「Java集合包」中的List接口，HashMap繼承了「java集合包」中的AbstractMap類，等等。得益於「JUC包使用了Java集合包中的類」，若是咱們瞭解了Java集合包中的類的思想以後，理解JUC包中的類也相對容易；理解時，最大的難點是，對JUC包是如何添加對「高併發」的支持的！

 

JUC中的集合類

    下面，咱們先了解JUC包中集合類的框架；爲了方便講訴，我將JUC包中的集合類劃分爲3部分來進行說明。在簡單的瞭解JUC包中集合類的框架以後，後面的章節再逐步對各個類進行介紹。

1. List和Set

JUC集合包中的List和Set實現類包括: CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet和ConcurrentSkipListSet。ConcurrentSkipListSet稍後在說明Map時再說明，CopyOnWriteArrayList 和 CopyOnWriteArraySet的框架以下圖所示：

(01) CopyOnWriteArrayList至關於線程安全的ArrayList，它實現了List接口。CopyOnWriteArrayList是支持高併發的。
(02) CopyOnWriteArraySet至關於線程安全的HashSet，它繼承於AbstractSet類。CopyOnWriteArraySet內部包含一個CopyOnWriteArrayList對象，它是經過CopyOnWriteArrayList實現的。

2. Map

JUC集合包中Map的實現類包括: ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap。它們的框架以下圖所示：

(01) ConcurrentHashMap是線程安全的哈希表(至關於線程安全的HashMap)；它繼承於AbstractMap類，而且實現ConcurrentMap接口。ConcurrentHashMap是經過「鎖分段」來實現的，它支持併發。
(02) ConcurrentSkipListMap是線程安全的有序的哈希表(至關於線程安全的TreeMap); 它繼承於AbstractMap類，而且實現ConcurrentNavigableMap接口。ConcurrentSkipListMap是經過「跳錶」來實現的，它支持併發。
(03) ConcurrentSkipListSet是線程安全的有序的集合(至關於線程安全的TreeSet)；它繼承於AbstractSet，並實現了NavigableSet接口。ConcurrentSkipListSet是經過ConcurrentSkipListMap實現的，它也支持併發。

 

3. Queue

JUC集合包中Queue的實現類包括: ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue, LinkedBlockingDeque, ConcurrentLinkedQueue和ConcurrentLinkedDeque。它們的框架以下圖所示：

(01) ArrayBlockingQueue是數組實現的線程安全的有界的阻塞隊列。
(02) LinkedBlockingQueue是單向鏈表實現的(指定大小)阻塞隊列，該隊列按 FIFO（先進先出）排序元素。
(03) LinkedBlockingDeque是雙向鏈表實現的(指定大小)雙向併發阻塞隊列，該阻塞隊列同時支持FIFO和FILO兩種操做方式。
(04) ConcurrentLinkedQueue是單向鏈表實現的無界隊列，該隊列按 FIFO（先進先出）排序元素。
(05) ConcurrentLinkedDeque是雙向鏈表實現的無界隊列，該隊列同時支持FIFO和FILO兩種操做方式。

接下來，將逐個對JUC包中的集合類進行學習。

 

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更多內容

1. Java多線程系列目錄(共xx篇)