Java concurrency集合之ConcurrentSkipListSet_动力节点Java学院整理

concurrentskiplistset介绍

concurrentskiplistset是线程安全的有序的集合，适用于高并发的场景。
concurrentskiplistset和treeset，它们虽然都是有序的集合。但是，第一，它们的线程安全机制不同，treeset是非线程安全的，而concurrentskiplistset是线程安全的。第二，concurrentskiplistset是通过concurrentskiplistmap实现的，而treeset是通过treemap实现的。

 concurrentskiplistset原理和数据结构

concurrentskiplistset的数据结构，如下图所示：

说明：

(01) concurrentskiplistset继承于abstractset。因此，它本质上是一个集合。
(02) concurrentskiplistset实现了navigableset接口。因此，concurrentskiplistset是一个有序的集合。
(03) concurrentskiplistset是通过concurrentskiplistmap实现的。它包含一个concurrentnavigablemap对象m，而m对象实际上是concurrentnavigablemap的实现类concurrentskiplistmap的实例。concurrentskiplistmap中的元素是key-value键值对；而concurrentskiplistset是集合，它只用到了concurrentskiplistmap中的key！ 

concurrentskiplistset函数列表

// 构造一个新的空 set，该 set 按照元素的自然顺序对其进行排序。
concurrentskiplistset()
// 构造一个包含指定 collection 中元素的新 set，这个新 set 按照元素的自然顺序对其进行排序。
concurrentskiplistset(collection<? extends e> c)
// 构造一个新的空 set，该 set 按照指定的比较器对其元素进行排序。
concurrentskiplistset(comparator<? super e> comparator)
// 构造一个新 set，该 set 所包含的元素与指定的有序 set 包含的元素相同，使用的顺序也相同。
concurrentskiplistset(sortedset<e> s)

// 如果此 set 中不包含指定元素，则添加指定元素。
boolean add(e e)
// 返回此 set 中大于等于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。
e ceiling(e e)
// 从此 set 中移除所有元素。
void clear()
// 返回此 concurrentskiplistset 实例的浅表副本。
concurrentskiplistset<e> clone()
// 返回对此 set 中的元素进行排序的比较器；如果此 set 使用其元素的自然顺序，则返回 null。
comparator<? super e> comparator()
// 如果此 set 包含指定的元素，则返回 true。
boolean contains(object o)
// 返回在此 set 的元素上以降序进行迭代的迭代器。
iterator<e> descendingiterator()
// 返回此 set 中所包含元素的逆序视图。
navigableset<e> descendingset()
// 比较指定对象与此 set 的相等性。
boolean equals(object o)
// 返回此 set 中当前第一个（最低）元素。
e first()
// 返回此 set 中小于等于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。
e floor(e e)
// 返回此 set 的部分视图，其元素严格小于 toelement。
navigableset<e> headset(e toelement)
// 返回此 set 的部分视图，其元素小于（或等于，如果 inclusive 为 true）toelement。
navigableset<e> headset(e toelement, boolean inclusive)
// 返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。
e higher(e e)
// 如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。
boolean isempty()
// 返回在此 set 的元素上以升序进行迭代的迭代器。
iterator<e> iterator()
// 返回此 set 中当前最后一个（最高）元素。
e last()
// 返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。
e lower(e e)
// 获取并移除第一个（最低）元素；如果此 set 为空，则返回 null。
e pollfirst()
// 获取并移除最后一个（最高）元素；如果此 set 为空，则返回 null。
e polllast()
// 如果此 set 中存在指定的元素，则将其移除。
boolean remove(object o)
// 从此 set 中移除包含在指定 collection 中的所有元素。
boolean removeall(collection<?> c)
// 返回此 set 中的元素数目。
int size()
// 返回此 set 的部分视图，其元素范围从 fromelement 到 toelement。
navigableset<e> subset(e fromelement, boolean frominclusive, e toelement, boolean toinclusive)
// 返回此 set 的部分视图，其元素从 fromelement（包括）到 toelement（不包括）。
navigableset<e> subset(e fromelement, e toelement)
// 返回此 set 的部分视图，其元素大于等于 fromelement。
navigableset<e> tailset(e fromelement)
// 返回此 set 的部分视图，其元素大于（或等于，如果 inclusive 为 true）fromelement。
navigableset<e> tailset(e fromelement, boolean inclusive)

concurrentskiplistset是通过concurrentskiplistmap实现的，它的接口基本上都是通过调用concurrentskiplistmap接口来实现的。这里就不再对它的源码进行分析了。 

concurrentskiplistset示例

import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;

/*
 *  concurrentskiplistset是“线程安全”的集合，而treeset是非线程安全的。
 *
 *  下面是“多个线程同时操作并且遍历集合set”的示例
 *  (01) 当set是concurrentskiplistset对象时，程序能正常运行。
 *  (02) 当set是treeset对象时，程序会产生concurrentmodificationexception异常。
 *
 * @author skywang
 */
public class concurrentskiplistsetdemo1 {

  // todo: set是treeset对象时，程序会出错。
  //private static set<string> set = new treeset<string>();
  private static set<string> set = new concurrentskiplistset<string>();
  public static void main(string[] args) {
  
    // 同时启动两个线程对set进行操作！
    new mythread("a").start();
    new mythread("b").start();
  }

  private static void printall() {
    string value = null;
    iterator iter = set.iterator();
    while(iter.hasnext()) {
      value = (string)iter.next();
      system.out.print(value+", ");
    }
    system.out.println();
  }

  private static class mythread extends thread {
    mythread(string name) {
      super(name);
    }
    @override
    public void run() {
        int i = 0;
      while (i++ < 10) {
        // “线程名” + "序号"
        string val = thread.currentthread().getname() + (i%6);
        set.add(val);
        // 通过“iterator”遍历set。
        printall();
      }
    }
  }
}

(某一次)运行结果：

a1, b1, 
a1, a1, a2, b1, 
b1, a1, a2, a3, b1,

a1, a2, a3, a1, a4, b1, b2, 
a2, a1, a2, a3, a4, a5, b1, b2, 
a3, a0, a4, a5, a1, b1, a2, b2, 
a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, 
a5, a0, b1, a1, b2, a2, b3, 
a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, b4, 
b1, a0, b2, a1, b3, a2, b4, 
a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, b4, b1, b5, 
b2, a0, a1, a2, a3, a4, a5, b3, b1, b4, b2, b5, 
b3, a0, b4, a1, b5, 
a2, a0, a3, a1, a4, a2, a5, a3, b0, a4, b1, a5, b2, b0, b3, b1, b4, b2, b5, b3, 
b4, a0, b5, 
a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 
a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 
a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 
a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 

结果说明：

示例程序中，启动两个线程(线程a和线程b)分别对concurrentskiplistset进行操作。以线程a而言，它会先获取“线程名”+“序号”，然后将该字符串添加到concurrentskiplistset集合中；接着，遍历并输出集合中的全部元素。 线程b的操作和线程a一样，只不过线程b的名字和线程a的名字不同。

当set是concurrentskiplistset对象时，程序能正常运行。如果将set改为treeset时，程序会产生concurrentmodificationexception异常。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。