对Vector、ArrayList在迭代的时候如果同时对其进行修改就会抛出java.util.ConcurrentModificationException
如:
package com.jeff.base.coll012; import java.util.Iterator; import java.util.Vector; /** * 多线程使用Vector或者HashTable的示例(简单线程同步问题) * @author jeff */ public class Tickets { public static void main(String[] args) { //初始化火车票池并添加火车票:避免线程同步可采用Vector替代ArrayList HashTable替代HashMap final Vector<String> tickets = new Vector<String>(); //Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>()); for(int i = 1; i<= 1000; i++){ tickets.add("火车票"+i); } for (Iterator iterator = tickets.iterator(); iterator.hasNext();) { String string = (String) iterator.next(); tickets.remove(20); } // for(int i = 1; i <=10; i ++){ // new Thread("线程"+i){ // public void run(){ // while(true){ // if(tickets.isEmpty()) break; // System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + tickets.remove(0)); // } // } // }.start(); // } } }
打印:
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException at java.util.Vector$Itr.checkForComodification(Vector.java:1156) at java.util.Vector$Itr.next(Vector.java:1133) at com.jeff.base.coll012.Tickets.main(Tickets.java:24)
但是Vector集合是线程安全,当我们修改为以下时:
package com.jeff.base.coll012; import java.util.Iterator; import java.util.Vector; /** * 多线程使用Vector或者HashTable的示例(简单线程同步问题) * @author jeff */ public class Tickets { public static void main(String[] args) { //初始化火车票池并添加火车票:避免线程同步可采用Vector替代ArrayList HashTable替代HashMap final Vector<String> tickets = new Vector<String>(); //Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>()); for(int i = 1; i<= 1000; i++){ tickets.add("火车票"+i); } // for (Iterator iterator = tickets.iterator(); iterator.hasNext();) { // String string = (String) iterator.next(); // tickets.remove(20); // } for(int i = 1; i <=10; i ++){ new Thread("线程"+i){ public void run(){ while(true){ if(tickets.isEmpty()) break; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + tickets.remove(0)); } } }.start(); } } }
则多个线程可以正常从集合中删除元素而毫无影响!
同步类容器
同步类容器都是线程安全的,如古老的Vector、Hashtable。这些容器的同步功能其实都是有jdk的Colletions.synchronized等
工厂方法去创建实现的。其底层的机制无非就是用传统的synchronized关键字对每个公用的方法都进行同步,使得每次只能有一个线程访问容器的状态。可以看出性能时很低的。
并发类容器
jdk5.0以后提供了多种并发类容器来替代同步类容器从而改善性能。
同步类容器的状态都是串行化的。他们虽然线程安全,但是严重降低了并发性,在多线程环境时,
严重降低应系统的吞吐量。
并发类容器时专门为并发设计的,使用concurrentHashMap来替代给予散列的传统Hasttable,而且
在ConcurrentHastMap中,添加了一些常见的复合操作的支持。以及使用了CopyOnWriteArrayList来代替
Vector,并发的CopyOnWriteSet,一级并发的Queue,ConcurrrentLinkedQueue和LinkedBlockingQUeue,
前者时高性能的队列,后者时阻塞队列,具体实现Queue还有很多,例如:
ArrayBlockQueue、PriorituBlockingQueue、SynchronousQueue
ConcurrentHashMap
ConcurrentMap接口有两个重要实现:
* ConcurrentHashMap
* ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能,弥补ConcurrentHashMap)
* ConcurrentHashMap内部使用段Segment来表示这些不同的部分,每个段其实就是一个小的hashTable,
* 他们有自己的锁,只要在多个修改操作发生在不同的段上,他们就可以并发进行,把一个整体分成了16个段segment,
* 也就是最高支持16个线程的并发修改操作。这也是多线程场景时减小锁粒度从而降低锁竞争的一种方案。
比如t1和t2两个线程访问同一个Segment进行写操作,那么只能等一个线程释放锁后另外一个线程才能继续操作。而t3线程写操作访问的是其他segement则无影响。
package com.jeff.base.coll013; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; /** * 并发类容器: * jdk5.0以后提供了多种并发类容器来替代同步类容器从而改善性能。 * 同步类容器的状态都是串行化的。他们虽然线程安全,但是严重降低了并发性,在多线程环境时, * 严重降低应系统的吞吐量。 * 并发类容器时专门为并发设计的,使用concurrentHashMap来替代给予散列的传统Hasttable,而且挨饿 * 在ConcurrentHastMap中,添加了一些常见的复合操作的支持。以及使用了CopyOnWriteArrayList来代替 * Vector,并发的CopyOnWriteSet,一级并发的Queue,ConcurrrentLinkedQueue和LinkedBlockingQUeue, * 前者时高性能的队列,后者时阻塞队列,具体实现Queue还有很多,例如: * ArrayBlockQueue、PriorituBlockingQueue、SynchronousQueue * * ConcurrentMap接口有两个重要实现: * ConcurrentHashMap * ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能,弥补ConcurrentHashMap) * ConcurrentHashMap内部使用段Segment来表示这些不同的部分,每个段其实就是一个小的hashTable, * 他们有自己的锁,只要在多个修改操作发生在不同的段上,他们就可以并发进行,把一个整体分成了16个段segment, * 也就是最高支持16个线程的并发修改操作。这也是多线程场景时减小锁粒度从而降低锁竞争的一种方案。 * * * @author jeffSheng * */ public class UseConcurrentMap { public static void main(String[] args) { ConcurrentHashMap<String, Object> chm = new ConcurrentHashMap<String, Object>(); chm.put("k1", "v1"); chm.put("k2", "v2"); chm.put("k3", "v3"); //如果存在k4则不再添加 chm.putIfAbsent("k4", "vvvv"); //System.out.println(chm.get("k2")); //System.out.println(chm.size()); for(Map.Entry<String, Object> me : chm.entrySet()){ System.out.println("key:" + me.getKey() + ",value:" + me.getValue()); } } }
CopyOnWrite
package com.jeff.base.coll013; import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList; import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet; /** * Copy-On-Write简称COW,是一种用于程序设计中的优化策略。 * JDK里的COW容器有两种个:CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet * COW容器非常有用,可以在很多并发场景中使用到。 * 什么时CopyOnWrite容器? * CopyOnWrite容器即写时复制容器。通俗理解就是当我们往一个容器添加元素的时候,不直接往当前容器添加, * 而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后向新容器中添加元素,添加完元素后,再将原来容器的引用 * 指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发读。,而不需要加锁,因为当前容器不会添加任何 * 元素。所以CoptOnWrite容器也是一种读写分离的思想,读和写不同的容器。 * @author jeffSheng * */ public class UseCopyOnWrite { public static void main(String[] args) { CopyOnWriteArrayList<String> cwal = new CopyOnWriteArrayList<String>(); CopyOnWriteArraySet<String> cwas = new CopyOnWriteArraySet<String>(); } }
copyOnWriteArrayList的add方法底层是加锁,所以对于CopyOnWrite容器适合用于读多写少的场景,写操作太多,第一要复制原来容器的数据,这个过程比较耗时,第二是存在锁的竞争消耗CPU。