每天一例多线程[day13]-----同步类容器和并发类容器

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：

[javascript] view plain copy

<code class="language-java">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)</code>

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。

每天一例多线程[day13]-----同步类容器和并发类容器

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>();
}
}

每天一例多线程[day13]-----同步类容器和并发类容器

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。