java高并发系列 - 第26篇：学会使用JUC中常见的集合，常看看！

这是java高并发系列第26篇文章。
环境：jdk1.8。

本文内容

1. 了解JUC常见集合，学会使用
2. ConcurrentHashMap
3. ConcurrentSkipListMap
4. ConcurrentSkipListSet
5. CopyOnWriteArraySet
6. 介绍Queue接口
7. ConcurrentLinkedQueue
8. CopyOnWriteArrayList
9. 介绍Deque接口
10. ConcurrentLinkedDeque

JUC集合框架图

图可以看到，JUC的集合框架也是从Map、List、Set、Queue、Collection等超级接口中继承而来的。所以，大概可以知道JUC下的集合包含了一一些基本操作，并且变得线程安全。

Map

ConcurrentHashMap

功能和HashMap基本一致，内部使用红黑树实现的。

特性：

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. key和value都不能为空
3. 线程安全的

ConcurrentSkipListMap

内部使用跳表实现的，放入的元素会进行排序，排序算法支持2种方式来指定：

1. 通过构造方法传入一个Comparator
2. 放入的元素实现Comparable接口

上面2种方式必选一个，如果2种都有，走规则1。

特性：

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. 放入的元素会排序
3. key和value都不能为空
4. 线程安全的

List

CopyOnWriteArrayList

实现List的接口的，一般我们使用ArrayList、LinkedList、Vector，其中只有Vector是线程安全的，可以使用Collections静态类的synchronizedList方法对ArrayList、LinkedList包装为线程安全的List，不过这些方式在保证线程安全的情况下性能都不高。

CopyOnWriteArrayList是线程安全的List，内部使用数组存储数据，集合中多线程并行操作一般存在4种情况：读读、读写、写写、写读，这个只有在写写操作过程中会导致其他线程阻塞，其他3种情况均不会阻塞，所以读取的效率非常高。

可以看一下这个类的名称：CopyOnWrite，意思是在写入操作的时候，进行一次自我复制，换句话说，当这个List需要修改时，并不修改原有内容（这对于保证当前在读线程的数据一致性非常重要），而是在原有存放数据的数组上产生一个副本，在副本上修改数据，修改完毕之后，用副本替换原来的数组，这样也保证了写操作不会影响读。

特性：

1. 迭代结果和存入顺序一致
2. 元素不重复
3. 元素可以为空
4. 线程安全的
5. 读读、读写、写读3种情况不会阻塞；写写会阻塞
6. 无界的

Set

ConcurrentSkipListSet

有序的Set，内部基于ConcurrentSkipListMap实现的，放入的元素会进行排序，排序算法支持2种方式来指定：

1. 通过构造方法传入一个Comparator
2. 放入的元素实现Comparable接口

上面2种方式需要实现一个，如果2种都有，走规则1

特性：

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. 放入的元素会排序
3. 元素不重复
4. 元素不能为空
5. 线程安全的
6. 无界的

CopyOnWriteArraySet

内部使用CopyOnWriteArrayList实现的，将所有的操作都会转发给CopyOnWriteArrayList。

特性：

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. 元素不重复
3. 元素可以为空
4. 线程安全的
5. 读读、读写、写读 不会阻塞；写写会阻塞
6. 无界的

Queue

Queue接口中的方法，我们再回顾一下：

操作类型	抛出异常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
检查	element()	peek()

3种操作，每种操作有2个方法，不同点是队列为空或者满载时，调用方法是抛出异常还是返回特殊值，大家按照表格中的多看几遍，加深记忆。

ConcurrentLinkedQueue

高效并发队列，内部使用链表实现的。

特性：

1. 线程安全的
2. 迭代结果和存入顺序一致
3. 元素可以重复
4. 元素不能为空
5. 线程安全的
6. 无界队列

Deque

先介绍一下Deque接口，双向队列(Deque)是Queue的一个子接口，双向队列是指该队列两端的元素既能入队(offer)也能出队(poll)，如果将Deque限制为只能从一端入队和出队，则可实现栈的数据结构。对于栈而言，有入栈(push)和出栈(pop)，遵循先进后出原则。

一个线性 collection，支持在两端插入和移除元素。名称 deque 是“double ended queue（双端队列）”的缩写，通常读为“deck”。大多数 Deque 实现对于它们能够包含的元素数没有固定限制，但此接口既支持有容量限制的双端队列，也支持没有固定大小限制的双端队列。

此接口定义在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式：一种形式在操作失败时抛出异常，另一种形式返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作）。插入操作的后一种形式是专为使用有容量限制的 Deque 实现设计的；在大多数实现中，插入操作不能失败。

下表总结了上述 12 种方法：

	第一个元素（头部）	第一个元素（头部）	最后一个元素（尾部）	最后一个元素（尾部）
	抛出异常	特殊值	抛出异常	特殊值
插入	addFirst(e)	offerFirst(e)	addLast(e)	offerLast(e)
移除	removeFirst()	pollFirst()	removeLast()	pollLast()
检查	getFirst()	peekFirst()	getLast()	peekLast()

此接口扩展了 Queue接口。在将双端队列用作队列时，将得到 FIFO（先进先出）行为。将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素。从 Queue 接口继承的方法完全等效于 Deque 方法，如下表所示：

此接口扩展了 Queue接口。在将双端队列用作队列时，将得到 FIFO（先进先出）行为。将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素。从 Queue 接口继承的方法完全等效于 Deque 方法，如下表所示：

Queue 方法	等效 Deque 方法
add(e)	addLast(e)
offer(e)	offerLast(e)
remove()	removeFirst()
poll()	pollFirst()
element()	getFirst()
peek()	peekFirst()

ConcurrentLinkedDeque

实现了Deque接口，内部使用链表实现的高效的并发双端队列。

特性：

1. 线程安全的
2. 迭代结果和存入顺序一致
3. 元素可以重复
4. 元素不能为空
5. 线程安全的
6. 无界队列

BlockingQueue

关于阻塞队列，上一篇有详细介绍，可以看看：掌握JUC中的阻塞队列

java高并发系列目录

1. 第1天:必须知道的几个概念
2. 第2天:并发级别
3. 第3天:有关并行的两个重要定律
4. 第4天:JMM相关的一些概念
5. 第5天:深入理解进程和线程
6. 第6天:线程的基本操作
7. 第7天:volatile与Java内存模型
8. 第8天:线程组
9. 第9天：用户线程和守护线程
10. 第10天:线程安全和synchronized关键字
11. 第11天:线程中断的几种方式
12. 第12天JUC:ReentrantLock重入锁
13. 第13天:JUC中的Condition对象
14. 第14天:JUC中的LockSupport工具类，必备技能
15. 第15天：JUC中的Semaphore（信号量）
16. 第16天：JUC中等待多线程完成的工具类CountDownLatch，必备技能
17. 第17天：JUC中的循环栅栏CyclicBarrier的6种使用场景
18. 第18天：JAVA线程池，这一篇就够了
19. 第19天：JUC中的Executor框架详解1
20. 第20天：JUC中的Executor框架详解2
21. 第21天：java中的CAS，你需要知道的东西
22. 第22天：JUC底层工具类Unsafe，高手必须要了解
23. 第23天：JUC中原子类，一篇就够了
24. 第24天：ThreadLocal、InheritableThreadLocal（通俗易懂）
25. 第25天：掌握JUC中的阻塞队列

java高并发系列连载中，总计估计会有四五十篇文章。

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