java 并发容器框架

2019-11-06 06:50:24

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供稿：网友

1 ConcurrentHashMap

线程不安全的HashMap

因为多线程环境下，使用HashMap进行put操作会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用HashMap。

效率低下的HashTable容器

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全,但是效率极其低下。

实现原理

ConcurrentHashMap使用分段锁技术，将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问，能够实现真正的并发访问。如下图是ConcurrentHashMap的内部结构图：

并发队列ConcurrentLinkedQueue和阻塞队列LinkedBlockingQueue用法

阻塞队列的典型例子是BlockingQueue，非阻塞队列的典型例子是ConcurrentLinkedQueue

并行和并发区别

1、并行是指两者同时执行一件事，比如赛跑，两个人都在不停的往前跑；2、并发是指资源有限的情况下，两者交替轮流使用资源，比如一段路(单核CPU资源)同时只能过一个人，A走一段后，让给B，B用完继续给A ，交替使用，目的是提高效率

ConcurrentLinkedQueueConcurrentLinkedQueue是Queue的一个安全实现．Queue中元素按FIFO原则进行排序．采用CAS操作，来保证元素的一致性。LinkedBlockingQueue是一个线程安全的阻塞队列，它实现了BlockingQueue接口，BlockingQueue接口继承自java.util.Queue接口，并在这个接口的基础上增加了take和put方法，这两个方法正是队列操作的阻塞版本。LinkedBlockingQueue由于LinkedBlockingQueue实现是线程安全的，实现了先进先出等特性，是作为生产者消费者的首选，LinkedBlockingQueue 可以指定容量，也可以不指定，不指定的话，默认最大是Integer.MAX_VALUE，其中主要用到put和take方法，put方法在队列满的时候会阻塞直到有队列成员被消费，take方法在队列空的时候会阻塞，直到有队列成员被放进来。package com.dt.concurrent;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;public class BlockingQueueTest2 {/*** * 定义装苹果的篮子* */public class Basket {// 篮子，能够容纳3个苹果BlockingQueue<String> basket = new LinkedBlockingQueue<String>(3);// 生产苹果，放入篮子public void PRoduce(String a) throws InterruptedException {// put方法放入一个苹果，若basket满了，等到basket有位置basket.put(a);}// 消费苹果，从篮子中取走public String consume() throws InterruptedException {// take方法取出一个苹果，若basket为空，等到basket有苹果为止(获取并移除此队列的头部)return basket.take();}}// 定义苹果生产者class Producer implements Runnable {private String instance;private Basket basket;public Producer(String instance, Basket basket) {this.instance = instance;this.basket = basket;}public void run() {try {while (true) {basket.produce(instance);System.out.println("生产---苹果：" + instance);// 生产苹果// 休眠300msThread.sleep(10000);}} catch (InterruptedException ex) {System.out.println("Producer Interrupted");}}}// 定义苹果消费者class Consumer implements Runnable {private String instance;private Basket basket;public Consumer(String instance, Basket basket) {this.instance = instance;this.basket = basket;}public void run() {try {while (true) {System.out.println(basket.consume());System.out.println("消费者准备消费苹果：" + instance);// 消费苹果// 休眠1000msThread.sleep(1000);System.out.println("--------------------------------------------------------");}} catch (InterruptedException ex) {System.out.println("Consumer Interrupted");}}}public static void main(String[] args) {BlockingQueueTest2 test = new BlockingQueueTest2();// 建立一个装苹果的篮子Basket basket = test.new Basket();ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();Producer producer = test.new Producer("1号", basket);Producer producer2 = test.new Producer("2号", basket);Producer producer3 = test.new Producer("3号", basket);Consumer consumer = test.new Consumer("**", basket);service.submit(producer);service.submit(producer2);service.submit(producer3);service.submit(consumer);// 程序运行5s后，所有任务停止// try {// Thread.sleep(1000 * 5);// } catch (InterruptedException e) {// e.printStackTrace();// }// service.shutdownNow();}}

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