07、容器
程序员文章站
2022-07-08 15:39:13
一、数据结构分类物理结构:数组链表逻辑结构:由数组跟链表组成的8种数据结构(数组、队列、链表、散列表、栈、树、图)java的数据结构如下,其中Queue为后面加入,专为高并发设计二、多线程环境下容器衍化的过程Map角度:Hashtable是jdk1.0遗留下来的产物,所有方法都带了synchronize,采用的this锁。目前很少使用HashMap和SynchronizedHashMapMap m = Collections.synchro...
一、数据结构分类
- 物理结构:数组链表
- 逻辑结构:由数组跟链表组成的8种数据结构(数组、队列、链表、散列表、栈、树、图)
- java的数据结构如下,其中Queue为后面加入,专为高并发设计
二、多线程环境下容器衍化的过程
Map角度:
- Hashtable
是jdk1.0遗留下来的产物,所有方法都带了synchronize,采用的this锁。目前很少使用
- HashMap和SynchronizedHashMap
Map<UUID, UUID> m = Collections.synchronizedMap(new HashMap<UUID, UUID>());
HashMap默认是线程不安全的,但可通过上面方法得到线程安全的SynchronizedHashMap。
final Object mutex; // Object on which to synchronize
SynchronizedHashMap采用的是对象锁,相比于没有锁住整个类,相比于Hashtable细化了锁的颗粒度
- ConcurrentHashMap
Map<UUID, UUID> m = new ConcurrentHashMap<>();
ConcurrentHashMap是线程安全的,使用CAS无锁优化实现,适用于高并发多线程场景。他的主要优势是读的时候特别快
可参考:
java1.5新特性 ConcurrentHashMap、Collections.synchronizedMap、Hashtable讨论
List角度:
Vector(this锁)——》ArrayList(无锁)——》Queue(CAS)
- ConcurrentLinkedQueue:用链表实现,没有长度限制
Queue<String> clQueue= new ConcurrentLinkedQueue<>();
Queue和Array的区别:添加了很多对线程友好的api(3、4、5)
- clQueue.size() 返回元素个数
- clQueue.add() 添加元素,如果添加失败抛出异常
- clQueue.offer() 添加元素,成功返回true,失败返回false
- clQueue.poll() 取出元素,并且remove
- clQueue.peek() 取出元素,但不remove
三、常用的多线程容器
- ConcurrentHashMap如上
- ConcurrentSkipListMap:适用于多线程情况下,有序对的map存储。跳表(SkipList)及ConcurrentSkipListMap源码解析
- CopyOnWriteArrayList
List<String> lists = new CopyOnWriteArrayList<>()
写时复制容器 copy on write,多线程环境下,写时效率低,读时效率高
,适合写少读多的环境
- SynchronizedList:获取方式类似于上面SynchronizedHashMap
- ConcurrentLinkedQueue:如上
- BlockingQueue
分为*限的LinkedBlockingQueue和有界限的ArrayBlockingQueue
BlockingQueue<String> strs = new LinkedBlockingQueue<>()
阻塞的队列实现,当队列为空时strs.take()会阻塞,当队列为满时strs.put(i)会阻塞 。是天生的生产者消费者模型
- PriorityQueue:内部会自动按从小到大排序,内部相当于一个最小堆排序的树
- DelayQueue:PriorityQueue的升级版,实现需自定义Delay的排序规则。按紧迫时间排序,一般用于按时间进行任务调度
例如
public class T07_DelayQueue {
static BlockingQueue<MyTask> tasks = new DelayQueue<>();
static Random r = new Random();
//实现Delayed接口
static class MyTask implements Delayed {
String name;
long runningTime;
MyTask(String name, long rt) {
this.name = name;
this.runningTime = rt;
}
//实现比较方法
@Override
public int compareTo(Delayed o) {
if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS))
return -1;
else if(this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS))
return 1;
else
return 0;
}
//实现getDelay方法
@Override
public long getDelay(TimeUnit unit) {
return unit.convert(runningTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
}
@Override
public String toString() {
return name + " " + runningTime;
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
long now = System.currentTimeMillis();
MyTask t1 = new MyTask("t1", now + 1000);
MyTask t2 = new MyTask("t2", now + 2000);
MyTask t3 = new MyTask("t3", now + 1500);
MyTask t4 = new MyTask("t4", now + 2500);
MyTask t5 = new MyTask("t5", now + 500);
tasks.put(t1);
tasks.put(t2);
tasks.put(t3);
tasks.put(t4);
tasks.put(t5);
System.out.println(tasks);
for(int i=0; i<5; i++) {
System.out.println(tasks.take());
}
}
}
- SynchronousQueue:不用来装元素。用来让一个线程给另外一个线程下达任务。实现了一个线程在等待某个变量,另一个线程传值给他的场景
public class T08_SynchronusQueue { //容量为0
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
BlockingQueue<String> strs = new SynchronousQueue<>();
new Thread(()->{
try {
//阻塞。知道strs被赋值
System.out.println(strs.take());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
},"t1").start();
strs.put("aaa"); //t1继续执行,主线程也继续执行
System.out.println(strs.size());
}
}
- LinkedTransferQueue:SynchronousQueue的升级版,能传输多个元素,可以把他想象成一个篮子。然后传递给一个线程之后本线程也会阻塞,等该元素被取走后再继续执行
public class T09_TransferQueue {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LinkedTransferQueue<String> strs = new LinkedTransferQueue<>();
new Thread(() -> {
try {
System.out.println(strs.take());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
//传递给一个线程之后阻塞,等该元素被取走后再继续执行
strs.transfer("aaa");
System.out.println("data has be get");
}
}
本文地址:https://blog.csdn.net/qq_41567223/article/details/114259499