并发容器及安全共享策略总结

在这里插入图片描述
J.U.C指的java.util.concurrent包

并发容器 - CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList 相比ArrayList 是线程安全的，根据名称知道：写操作时复制；
写操作时拷贝一份，在新的数组上进行写操作，操作完之后，再将原来的数组指向新的数组。
（CopyOnWriteArrayList整个add操作都是在的锁保护下进行，这么做主要避免在多线程并发做add操作时，复制出多个数组，把数据搞乱了，导致最终的数组数据不是我们期望的）
在这里插入图片描述
get没有加锁，直接取

CopyOnWriteArrayList缺点：
1、写操作时需要拷贝数组，消耗内存，数据比较多时，会导致YangGC或者FullGC
2、不能用于实时读的场景，拷贝数组和新增元素都需要时间。比如调用set操作后读取的数据可能还是旧的，虽然能做到最终的一致性，但是不能满足实时性。
因此，CopyOnWriteArrayList适合读多写少的场景

注意：如果无法保证CopyOnWriteArrayList里面放多少数据，也不知道add,set多少次操作，要慎用CopyOnWriteArrayList，
因为如果数组更新太多，每次更新操作时都要复制，代价太高，在高性能的互联网应用中，这种操作可能会分分钟引起故障。
绝大部分，如果CopyOnWriteArrayList 数组数据少，完全可以用CopyOnWriteArrayList 代替ArrayList

CopyOnWriteArrayList设计思想：
1.读写分离；
2.最终一致性；
3.使用时另外开辟空间，解决并发冲突。

在这里插入图片描述

并发容器 - CopyOnWriteArraySet

HashSet对应CopyOnWriteArraySet，CopyOnWriteArraySet是线程安全的，他的底层实现是CopyOnWriteArrayList,因此适合于大小很小的set集合，只读操作远大于可变操作，因为要复制整个数组操作，所有add,remove，set等操作开销比较大，迭代器不支持可变的remove操作，CopyOnWriteArraySet 使用迭代器遍历时速度很快，而且不会与其他线程发生冲突。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
执行结果：5000

并发容器 - ConcurrentSkipListSet

TreeSet 对应ConcurrentSkipListSet，ConcurrentSkipListSet是jdk6新增的类，和TreeSet一样是支持自然排序的，和其他set一样，ConcurrentSkipListSet是基于map集合的，底层是ConcurrentSkipListSet实现的，在多线程环境下，ConcurrentSkipListSet里面的add,get,remove，都是线程安全的，多个线程可以安全的执行插入，移除，访问操作，但是对于批量操作，比如addAll, removeAll,ContainsAll(),并不能保证以原子方式执行，理由很简单，因为add本身是原子操作，但是当批量操作时，就不能保证原子性了，所以addAll, removeAll,ContainsAll(),批量操作时，需要自己手动加同步操作，比如加锁，保证同一时间内，只能有一个线程操作，ConcurrentSkipListSet 不允许加入null。

在这里插入图片描述
执行结果：5000

ConcurrentHashMap

HashMap对应线程安全的并发容器是ConcurrentHashMap，ConcurrentHashMap不允许null值，在实际的操作中，ConcurrentHashMap除了少量的插入操作和删除操作外，绝大部分都是读取操作，针对读操作，ConcurrentHashMap做了大量优化，因此这个类有特别好的并发性，在高并发下有特别好的表现，也如此，这个类经常在面试中用到，后面章节会有专门介绍ConcurrentHashMap 的实现原理。
在这里插入图片描述
运行结果：5000

ConcurrentSkipListMap

ConcurrentSkipListMap是TreeMap ,内部是SkipList跳表结构实现的，有人曾拿ConcurrentSkipListMap和ConcurrentHashMap，在4个线程，1.6万数据量下，ConcurrentHashMap的存取速度是ConcurrentSkipListMap的4倍左右，但是ConcurrentSkipListMap也有几个ConcurrentHashMap无法比拟的优点：
1、ConcurrentSkipListMap 的key 是有序的，这个ConcurrentHashMap是做不到的；
2、ConcurrentSkipListMap支持更高的并发，ConcurrentSkipListMap的存取时间几乎和线程数是没有关系的，也就是在数据量一定的情况下，并发数越多，ConcurrentSkipListMap越能体现出它的优势，在非并发情况下，经常使用TreeMap;

此外对于并发性相对较低的并行程序，我们也可以使用Collections里面的类，synchronizedSortedMap ,synchronizedSortedMap是将SortedMap进行包装，也可以提供较好的效率。

对于高并发的环境中，应该使用ConcurrentSkipListMap 提供更高的并发读，如果再高并发环境中要对键值对排序时，优先选择ConcurrentSkipListMap，可以提供更好的并发度
在这里插入图片描述