java各种集合的线程安全

 

1. 线程安全

首先要明白线程的工作原理，jvm有一个main memory，而每个线程有自己的working 
memory，一个线程对一个variable进行操作时，都要在自己的working 
memory里面建立一个copy，操作完之后再写入main 
memory。多个线程同时操作同一个variable，就可能会出现不可预知的结果。根据上面的解释，很容易想出相应的scenario。 
而用synchronized的关键是建立一个monitor，这个monitor可以是要修改的variable也可以其他你认为合适的object比如method，然后通过给这个monitor加锁来实现线程安全，每个线程在获得这个锁之后，要执行完 
load到workingmemory －> use&assign －> store到mainmemory 
的过程，才会释放它得到的锁。这样就实现了所谓的线程安全。

什么是线程安全?线程安全是怎么完成的(原理)? 线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。编写线程安全的代码是低依靠线程同步。

1. java相关集合

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• Vector、ArrayList、LinkedList

    Vector和ArrayList在使用上非常相似,都可用来表示一组数量可变的对象应用的集合,并且可以随机地访问其中的元素。
　　 Vector的方法都是同步的(Synchronized),是线程安全的(thread-safe)，而ArrayList的方法不是，由于线程的同步必然要影响性能，因此,ArrayList的性能比Vector好。  

    ArrayList和LinkedList区别
　　 对于处理一列数据项,Java提供了两个类ArrayList和LinkedList,ArrayList的内部实现是基于内部数组Object[],所以从概念上讲,它更象数组，但LinkedList的内部实现是基于一组连接的记录,所以,它更象一个链表结构，所以,它们在性能上有很大的差别。
　　 从上面的分析可知,在ArrayList的前面或中间插入数据时,你必须将其后的所有数据相应的后移,这样必然要花费较多时间，所以,当你的操作是在一列数据的后面添加数据而不是在前面或中间,并且需要随机地访问其中的元素时,使用ArrayList会提供比较好的性能
　　 而访问链表中的某个元素时,就必须从链表的一端开始沿着连接方向一个一个元素地去查找,直到找到所需的元素为止，所以,当你的操作是在一列数据的前面或中间添加或删除数据,并且按照顺序访问其中的元素时,就应该使用LinkedList了。
　　 如果在编程中,1，2两种情形交替出现,这时,你可以考虑使用List这样的通用接口,而不用关心具体的实现，在具体的情形下,它的性能由具体的实现来保证。    

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• HashTable,HashMap,HashSet

HashTable和HashMap采用相同的存储机制，二者的实现基本一致，不同的是：

1)、HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的，内部的方法基本都是synchronized。

2)、HashTable不允许有null值的存在。

在HashTable中调用put方法时，如果key为null，直接抛出NullPointerException。其它细微的差别还有，比如初始化Entry数组的大小等等，但基本思想和HashMap一样。

HashSet：
1、HashSet基于HashMap实现，无容量限制。
2、HashSet是非线程安全的。
3、HashSet不保证有序。 

HashMap：
1、HashMap采用数组方式存储key，value构成的Entry对象，无容量限制。
2、HashMap基于Key hash查找Entry对象存放到数组的位置，对于hash冲突采用链表的方式来解决。
3、HashMap在插入元素时可能会要扩大数组的容量，在扩大容量时须要重新计算hash，并复制对象到新的数组中。
4、HashMap是非线程安全的。
5、HashMap遍历使用的是Iterator 

HashTable
1、HashTable是线程安全的。
2、HashTable中无论是Key，还是Value都不允许为null。
3、HashTable遍历使用的是Enumeration。 

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• TreeSet,TreeMap

 TreeSet：
 1、TreeSet基于TreeMap实现，支持排序。
 2、TreeSet是非线程安全的。

    从对HashSet和TreeSet的描述来看，TreeSet和HashSet一样，也是完全基于Map来实现的，并且都不支持get(int)来获取指定位置的元素（需要遍历获取），另外TreeSet还提供了一些排序方面的支持。例如传入Comparator实现、descendingSet以及descendingIterator等。

TreeMap：
1、TreeMap是一个典型的基于红黑树的Map实现，因此它要求一定要有Key比较的方法，要么传入Comparator实现，要么key对象实现Comparable接口。
2、TreeMap是非线程安全的。

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