为什么有 ConcurrentSkipListMap，却没有非同步版本？答案

【问题标题】：Why is there a ConcurrentSkipListMap, but no unsynchronized version?为什么有 ConcurrentSkipListMap，却没有非同步版本？
【发布时间】：2015-01-11 02:21:07
【问题描述】：

Java 集合框架中的大多数类默认情况下是不同步的，但如果您需要它们是线程安全的，可以将它们制成同步的东西。同步有性能损失，所以如果你写的东西不需要是线程安全的，你最好使用非同步版本。

但是ConcurrentSkipListMap 不遵循这个方案。没有不同步的版本。为什么不需要线程安全的应用程序没有更快的非同步SkipListMap，与集合框架的其余部分一致？

我能想到的是，跳过列表的最简单实现已经是线程安全的，因此拥有同步版本不会有性能损失。这会有些道理，但是看一下源代码并不能完全证明这一点。尽管代码中没有 synchronized 块，但 Javadoc 确实以

开头

此类实现 SkipLists 的并发变体...

这表明它正在不遗余力地修改算法以使其成为线程安全的。后来，我们阅读

这些列表中的基本思想是在删除时标记已删除节点的“next”指针，以避免与并发插入冲突...

这听起来好像涉及某种开销。

仅仅是这个开销太小以至于不值得拥有一个非线程安全的SkipListMap吗？

【问题讨论】：

查看this question 以讨论针对二叉树的跳过列表，因此 TreeMap 是 ConcurrentSkipListMap 的不同步对应物。添加到 NavigableMap 接口的两个非线程安全实现中没有多大意义。
@s106mo 这是一个有趣的讨论，但TreeMap 实现了一个红黑树，它具有相似的属性，但不是 SkipList 的实现。
@chiastic-security 在需要跳过列表而不是红黑树的地方，您实际上想要做什么？只是好奇。
抱歉，不清楚：我知道 TreeMap 是一个红黑树实现。我的观点是，添加一个额外的非线程安全的 SkipListMap 实现没有多大意义。基于跳过列表的地图的运行时复杂度数据并不比 TreeMap 的好，但 Java API 会臃肿。
对垃圾邮件感到抱歉，但还有一件事：当 Java 1.2 于 1998 年发布时，William Pugh 发明的跳过列表仅在 9 年前。通常，在专业/商业产品中采用新算法需要一段时间。所以这也可能影响了这样一个事实，即 Java 中默认的非线程安全 SortedMap 实现是 TreeMap（红黑树早在 1972 年就已经发明了）。

标签： java multithreading thread-safety skip-lists concurrentskiplistmap

【解决方案1】：

ConcurrentSkipListMap 是基于 CAS 操作的无锁实现。从理论上讲，如果您仅在单个线程中使用它，则不必支付任何性能损失。没有同步。当存在争用而不是阻塞实现时，本质上是循环来解决争用。如果没有竞争，则没有循环。

【讨论】：

仅仅因为没有“同步”，not 就意味着单线程使用没有性能损失。大概它使用了 java 中“volatile”的内存强度，这有性能损失。
是的，如果您认为使用 volatile 会影响应用的可感知性能，那么您是对的。但它的内存屏障与使用同步或 ReentrantLock 不同。
易失性使用与单线程、无竞争同步属于同一类别。
@jtahlborn 无可争议，他们不在同一类别中。即使在无竞争的情况下获取互斥体也更昂贵。
java biased locking

【解决方案2】：

虽然 Java 没有 SkipListMap，但它有一个非同步对应的 ConcurrentSkipListMap - TreeMap

TreeMap 和 ConcurrentSkipListMap 都实现了 SortedMap、NavigableMap，并根据其键的自然顺序或在地图创建时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造函数。

但是 TreeMap 在内部使用红黑树，而 ConcurrentSkipListMap 使用 java 文档中提到的 SkipLists 的并发变体。

所以，如果你想要ConcurrentSkipListMap 的非同步版本，你可以使用TreeMap

【讨论】：