java併發程式設計學習12 併發資料結構簡介

2021-09-14 05:12:49 字數 1603 閱讀 7492

序列資料結構在併發環境下是不安全的,而直接使用鎖又會帶來效能的影響,所以jdk專門設計了針對併發環境下的資料結構,其中使用了無鎖運算來保證效能。

1.可以直接使用collections.synchronizedlist()將乙個非執行緒安全的list變成支援同步的list.但是這樣做有乙個問題,就是所有的操作都會被加上鎖,我們知道如果只有讀操作是不需要上鎖的。

2..copyonwritearraylist:使用了無鎖計算,即當物件進行寫操作時,複製該物件;若進行讀,則直接返回結果,操作過程中不進行同步。這很好的利用了物件的不變性,在沒有對對像進行寫操作之前,由於物件未發生改變,因此不需要加鎖。而在試圖改變物件的時候,總是先獲得乙個物件的副本,然後對副本進行操作,最後將副本寫回。這種實現方式的核心思想時減少競爭,從而提高在高併發時的讀取效能。但是在一定程度上犧牲了寫的效能。

3.vector:使用了同步關鍵字,所有的get操作都需要先獲得鎖才能進行。在高併發的情況下過多的鎖操作會拖累系統的效能。

結論:在讀多寫少的環境下,使用copyonwritearraylist可以提高效能,但是在寫多讀少的環境下,應該使用vector.

與list相似,併發set也有乙個copyonwritearrayset,它實現了set介面,並且是執行緒安全的,它的內部完全依賴copyonwritearraylist,因此它的特徵和copyonwritearraylist一致,適用於讀多寫少的環境,如果是寫多讀少的環境可以使用collections.synchronizedset()得到乙個執行緒安全的set。

同理獲得乙個執行緒安全的map也可以使用collections.synchronizedmap(),但是在高併發的環境下這個map的效能不是最佳的。jdk專門提供了乙個cocurrenthashmap來支援高併發。而cocurrenthashmap之所以如此強大,是因為:

1. 其內部實現了鎖分離。

2. get()操作也是無鎖的。

concurrenthashmap是由segment陣列結構和hashentry陣列結構組成。segment是一種可重入鎖reentrantlock,在concurrenthashmap裡扮演鎖的角色,hashentry則用於儲存鍵值對資料。乙個concurrenthashmap裡包含乙個segment陣列,segment的結構和hashmap類似,是一種陣列和鍊錶結構, 乙個segment裡包含乙個hashentry陣列,每個hashentry是乙個鍊錶結構的元素, 每個segment守護者乙個hashentry陣列裡的元素,當對hashentry陣列的資料進行修改時,必須首先獲得它對應的segment鎖。

而hashtable則是使用了內部鎖,所有的操作全部都需要獲得內部鎖才能得以執行。

但是呢,使用所分離這樣的技術也有乙個缺點:當需要統計全域性變數時(比如count),我們需要獲得所有分段鎖才能夠執行。

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