由於私人原因，暫時沒有太多時間用於併發集合型別的例項學習上面。

所以從本章開始，後續併發集合型別相關文章都是轉載文章，特此說明。

這些轉載文章的敘述角度各不相同，不過不影響我們通過這些文章對併發集合有一個初步的理解。

集合

程式設計，離不開資料結構。

JDK提供了Java集合框架(Java Collections framework)，它包括可以用來實現多種不同的資料結構的介面、類和演算法，如HaspMap、ArrayList等等。

我們在使用集合框架的時候，需要十分小心以保證其多執行緒的安全性，因為大多數集合類並沒有對併發訪問進行控制。

併發集合

為了解決這些集合框架造成的安全性問題，JDK逐漸提供了越來越多的併發集合型別

我們在併發環境中，使用這些併發集合，不會產生資料不一致的問題。

阻塞與非阻塞

JDK提供我們的併發集合型別，按照阻塞方式分為兩種：

• 阻塞佇列
  
  • 包含新增操作：如果不能立即進行新增，則是因為集合已滿；執行該操作的執行緒將被阻塞，直到新增成功。
  • 包含刪除操作：如果不能立即進行刪除，則是因為集合已空；執行該操作的執行緒將被阻塞，直到刪除成功。
• 非阻塞佇列
  
  • 包含新增操作：如果不能立即進行新增，則將返回null值或丟擲異常。
  • 包含刪除操作：如果不能立即進行刪除，則將返回null值或丟擲異常。

集合型別

JDK提供我們的併發集合型別，按照集合型別分為以下五種：

• List 列表
  
  
  • CopyOnWriteArrayList :
    
    • 基於寫時複製(Copy-On-Write)思想實現。
    • 適用於讀多寫少的併發場景，如黑名單，白名單等等。
    • 併發讀的效能高；併發寫的空間消耗大。
    • 只能保證資料的最終一致性，而非實時一致性。
    • 讀不會阻塞，寫會阻塞。

• Set 集合

  • CopyOnWriteArraySet :
    
    • 基於寫時複製(Copy-On-Write)思想實現。
    • 適用於讀多寫少的併發場景，如黑名單，白名單等等。
    • 併發讀的效能高；併發寫的空間消耗大。
    • 只能保證資料的最終一致性，而非實時一致性。
    • 讀不會阻塞，寫會阻塞。
  • ConcurrentSkipListSet :
    
    
    • 基於跳錶(SkipList)實現。
    • 跳錶(SkipList)可以用來替代紅黑樹，使用概率均衡技術，插入、刪除操作更簡單、更快。
    • 跳錶(SkipList)本質上是以空間換取時間。
    • ConcurrentSkipListSet是通過ConcurrentSkipListMap實現的。
    • ConcurrentSkipListMap中的元素是key-value鍵值對，而ConcurrentSkipListSet只用到了前者中的key。

• Map 對映

  • ConcurrentSkipListMap :
    
    • 基於跳錶(SkipList)實現。
    • 跳錶(SkipList)可以用來替代紅黑樹，使用概率均衡技術，插入、刪除操作更簡單、更快。
    • 跳錶(SkipList)本質上是以空間換取時間。
    • ConcurrentSkipListSet是通過ConcurrentSkipListMap實現的。
    • ConcurrentSkipListMap中的元素是key-value鍵值對，而ConcurrentSkipListSet只用到了前者中的key。
  • ConcurrentHashMap :
    
    • 基於所使用的鎖分段技術實現，減小鎖粒度，減少資料競爭的概率。
    • get操作高效之處在於整個get過程不需要加鎖，除非讀到的值是空的才會加鎖重讀。
    • get操作的高效的根本原因在於採用了volatile關鍵字來保持多執行緒可見性。
    • put操作之前首先需要進行Segment加鎖；但不會影響其他Segment鎖。
    • put操作造成的擴容時，不是對整個容器進行雙倍擴容，而只對某個segment進行雙倍擴容，節省了大量空間。
    • size操作：先嚐試2次通過不鎖住Segment的方式來統計各個Segment大小，如果統計的過程中，容器的count發生了變化，則再採用加鎖的方式來統計所有Segment的大小。
• Deque 雙端佇列
  
  • ConcurrentLinkedDeque :
    
  • LinkedBlockingDeque :
    
    • 基於獨佔鎖ReenTratLock+連結串列的阻塞雙向無界佇列。
    • 有兩個ReentrantLock的獨佔鎖，分別用來控制元素入隊加鎖和出隊加鎖。
    • 不僅支援FIFO操作，而且也支援FILO操作。
    • size()方法和remove()方法在併發環境中較為精確。
    • 實現原來：LinkedBlockingQueue 類似。
    • 如何實現執行緒安全：volatile變數 + ReenTrantLock獨佔鎖。
• Queue 佇列
  
  • ConcurrentLinkedQueue :
    
    • 基於非阻塞CAS演算法的非阻塞單向無界列表。
    • 只支援FIFO操作。
    • size()方法和contains()方法在併發環境中並不精確。
    • 實際應用：Tomcat中NioEndPoint。
    • 如何實現執行緒安全：volatile變數(head，tail)保證可見性，CAS操作保證原子性和有序性。
  • LinkedBlockingQueue :
    
    • 基於獨佔鎖ReenTratLock+連結串列的阻塞單向無界佇列。
    • 有兩個ReentrantLock的獨佔鎖，分別用來控制元素入隊加鎖和出隊加鎖。
    • 只支援FIFO操作。
    • size()方法和remove()方法在併發環境中較為精確。
    • 實際應用：tomcat中任務佇列TaskQueue。
    • 如何實現執行緒安全：volatile變數 + ReenTrantLock獨佔鎖。
  • ArrayBlockingQueue :
    
    • 基於獨佔鎖ReenTratLock+陣列的阻塞單向有界佇列。
    • 只有一個全域性ReentrantLock的獨佔鎖，用來控制元素入隊加鎖和出隊加鎖。
    • 只支援FIFO操作。
    • size()方法和remove()方法在併發環境中較為精確。
    • 如何實現執行緒安全：ReenTrantLock全域性獨佔鎖。
  • PriorityBlockingQueue :
    
    • 基於獨佔鎖ReenTratLock+二叉樹最小堆的阻塞單向無界優先順序佇列。
    • 只有一個全域性ReentrantLock的獨佔鎖，用來控制元素入隊加鎖和出隊加鎖。
    • size()方法在併發環境中精確的。
    • 如何實現執行緒安全：ReenTrantLock全域性獨佔鎖。
  • DelayQueue :
    
    • 基於獨佔鎖ReenTratLock+優先順序阻塞佇列PriorityBlockingQueue的阻塞單向無界延時佇列。
    • 最先過期的元素具有最高優先順序。
    • 只有一個全域性ReentrantLock的獨佔鎖，用來控制元素入隊加鎖和出隊加鎖。
    • 如何實現執行緒安全：ReenTrantLock全域性獨佔鎖。
    • 主要用途：快取佇列和超時任務處理。
  • SynchronousQueue :
    
    • 基於CAS操作的非阻塞無資料緩衝佇列。
    • 不存在資料空間：佇列頭元素是第一個排隊要插入資料的執行緒，而不是要交換的資料。
    • 因為沒有資料空間，很多方法不可用：peek、clear、contains、isEmpty、size、remove等等。
    • 應用場景：生產者的執行緒和消費者的執行緒同步以傳遞某些資訊、事件或者任務。
    • 應用例項：Executors.newCachedThreadPool()。
    • 可以這樣來理解：生產者和消費者互相等待對方，握手，然後一起離開。
  • LinkedTransferQueue :
    
    • 基於預佔模式+連結串列的單向阻塞無界佇列。
    • 預佔模式：有就拿貨走人，沒有就佔個位置等著，等到或超時。
    • transfer演算法採用所謂雙重資料結構(dual data structures)：保留與完成。
    • 只支援FIFO操作。
    • 應用例項：生產者與消費者。