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📕 引言

我們之前講過的集合類,,大部分都不是線程安全的.

Vector,?Stack, HashTable, 是線程安全的(都是自帶了synchronized,不建議用), 其他的集合類不是線程安全的。

注意:加鎖不能保證線程一定安全,不加鎖也不能確定線程一定不安全,具體代碼具體分析

為什么不建議使用呢?

因為我們在使用的時候,這些類就會自動的加鎖,雖然編譯器會自動優(yōu)化為沒有鎖競爭的線程進行鎖消除的優(yōu)化,但是呢萬一編譯器沒有優(yōu)化好,就麻煩了

如果需要用到其他的類,就需要手動加鎖,來保證線程安全(不同情況加鎖方式也不同)

🌲多線程環(huán)境使用 ArrayList

🚩自己使用同步機制 (synchronized 或者 ReentrantLock)

這里就不在過多講述了

🚩Collections.synchronizedList(new ArrayList);

  • synchronizedList 是標準庫提供的一個基于 synchronized 進行線程同步的List.

  • synchronizedList 的關鍵操作上都帶有 synchronized

相當于給ArrayList這些集合類,套一層殼,殼上是給關鍵方法都加了synchronized

🚩使用 CopyOnWriteArrayList

也是一種解決線程安全的問題的做法

使用CopyOnWrite容器即"寫時拷貝"的容器

  • 當我們往一個容器添加元素的時候,不直接往當前容器添加,而是先將當前容器進行Copy,復制出一個新的容器,然后新的容器里添加元素,

  • 添加完元素之后,再將原容器的引用指向新的容器

例子:

這樣做的好處是我們可以對CopyOnWrite容器進行并發(fā)的讀,而不需要加鎖,因為當前容器不會添加任何元素。

所以CopyOnWrite容器也是一種讀寫分離的思想,讀和寫不同的容器。

優(yōu)點:

  1. 在讀多寫少的場景下, 性能很高, 不需要加鎖競爭.

缺點:

  1. 占用內存較多.

  2. 新寫的數(shù)據(jù)不能被第一時間讀取到

🎍多線程環(huán)境使用隊列

這里簡單討論一下即可,前面討論過。

  1. ArrayBlockingQueue
    基于數(shù)組實現(xiàn)的阻塞隊列

  2. LinkedBlockingQueue
    基于鏈表實現(xiàn)的阻塞隊列

  3. PriorityBlockingQueue
    基于堆實現(xiàn)的帶優(yōu)先級的阻塞隊列

  4. TransferQueue
    最多只包含一個元素的阻塞隊列

🎋多線程環(huán)境使用哈希表

HashMap 本身不是線程安全的.

在多線程環(huán)境下使用哈希表可以使用:

  • Hashtable(自帶鎖,只是線程比較安全,但不推薦使用)

  • ConcurrentHashMap(多線程使用哈希表,優(yōu)先考慮這個)

🚩Hashtable

Hashtable在實現(xiàn)過程中只是簡單的把關鍵方法加上了 synchronized 關鍵字.

觀察源碼即可:(就不一一展示了)

這相當于直接針對 Hashtable 對象本身加鎖.

  • 如果多線程訪問同一個 Hashtable 就會直接造成鎖沖突.

  • size 屬性也是通過 synchronized 來控制同步, 也是比較慢的.

  • 一旦觸發(fā)擴容, 就由該線程完成整個擴容過程. 這個過程會涉及到大量的元素拷貝, 效率會非常低

🚩ConcurrentHashMap

相比于 Hashtable 做出了一系列的改進和優(yōu)化.?

1.使用"鎖桶"的方式,來代替"一把全局鎖",有效的降低鎖沖突的概率

2.HashMap的size,即使你插入的的元素是不同的鏈表上的元素,也會涉及到多個線程針對同一size變量進行修改。

引入 CAS ,通過 CAS 的方式來修改size,也就避免了加鎖操作。也可進一步的提升效率

3.針對擴容操作的優(yōu)化

核心思路:"化整為零"

注意:

ConcurrentHashMap 是一個工作中非常常用,面試非常高頻的問題!!!整個多線程進行部分,哪怕別的不記得,這個一定記得。

細節(jié):

🌳相關面試題

1.ConcurrentHashMap的讀是否要加鎖,為什么?

讀操作沒有加鎖. 目的是為了進一步降低鎖沖突的概率. 為了保證讀到剛修改的數(shù)據(jù), 搭配了 volatile 關鍵字.

2.介紹下 ConcurrentHashMap的鎖分段技術?

這個是 Java1.7 中采取的技術. Java1.8 中已經(jīng)不再使用了. 簡單的說就是把若干個哈希桶分成一個 “段” (Segment),針對每個段分別加鎖. 目的也是為了降低鎖競爭的概率. 當兩個線程訪問的數(shù)據(jù)恰好在同一個段上的時候, 才觸發(fā)鎖競爭.

3.ConcurrentHashMap在jdk1.8做了哪些優(yōu)化?

取消了分段鎖, 直接給每個哈希桶(每個鏈表)分配了一個鎖(就是以每個鏈表的頭結點對象作為鎖對 象). 將原來 數(shù)組 + 鏈表的實現(xiàn)方式改進成 數(shù)組 + 鏈表 / 紅黑樹 的方式. 當鏈表較長的時候(大于等于 8 個元素)就轉換成紅黑樹.

4.Hashtable和HashMap、ConcurrentHashMap 之間的區(qū)別?

  • HashMap: 線程不安全. key 允許為 null
  • Hashtable: 線程安全. 使用 synchronized 鎖,Hashtable 對象, 效率較低. key 不允許為 null.
  • ConcurrentHashMap: 線程安全. 使用synchronized 鎖每個鏈表頭結點, 鎖沖突概率低, 充分利用 CAS 機制. 優(yōu)化了擴容方式. key 不允許為 null
http://www.risenshineclean.com/news/50224.html

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