一篇文章了解并发数据结构

并发List

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Vetor或者CopyOnWriteArrayList是两个线程安全的List实现。ArrayList不是线程安全的。因此要避免在多线程环境中使用ArrayList。如果必须要使用，需要像如下封装：

CopyOnWriteArrayList的内部实现与Vector不同。它是当对象进行写操作时，复制该对象；若进行的是读操作，则直接返回结果，操作过程中不进行同步。CopyOnWriteArrayList很好地利用了对象的不变性，在没有对对象进行写操作前，由于对象未发生改变，因此不必加锁。而在试图改变对象时，总是先获取对象的一个副本，然后对副本进行修改，再将副本写回。这种实现方式的核心是减少锁竞争，从而提高在并发时的读取性能，却牺牲了写的性能。

下图是CopyOnWriteArrayList的get()方法，

我们可以看到，没有任何加锁操作。而对于Vector的get()方法，使用了同步关键字，如下图：

其实同理论上就可以看到，对于读操作，肯定是CopyOnWriteArrayList的效率更高，但是写的操作不尽人意，下面是CopyOnWriteArrayList的add()方法：

这个add()方法中，需要加锁，复制数组，修改副本，再写回副本，每一样都是耗时的操作。

而对于Vector的add()方法，则是方法同步加入，效率更高，如下图：

所以需要根据的读写场景选择对应的List。

另外说明一下，之前在java性能优化里有提到过，对于数组的复制，使用System.arraycopy效率更高一些。但是有看到小伙伴留言说，会涉及到态的转变，for循环会更快一些。其实对于这个问题，我是这么看的，对于小数组的复制，System.arraycopy性能的确可能会比for循环复制来的低，但是对于大数组的复制，System.arraycopy肯定是更优的。Arrays.copyOf()的源码看到底，也是System.arraycopy的实现，如下图：

我们也欢迎小伙伴们一起讨论各种问题。

并发Set

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Set也有一个CopyOnWriteArraySet,实现了Set接口，并且线程安全。它的内部完全依赖于CopyOnWriteArrayList，因此特性相似，适用于读多写少的高并发场合。如果是需要Set，也是要使用Collections的方法：

并发Map

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同理，Collections也有一个SynchronizedMap()方法，是不是觉得它超级友好！

由于Map是一个使用相当频繁的数据结构，JDK提供了一个高并发的Map实现，就是我们面试经常问到的ConcurrentHashMap。下面是get()方法：

对于源码的解释，我们会单独放到hashMap里面去讲，这里我们只需要看到，他的get()方法里面是无锁的。

而put()方法锁的粒度又小于同步的HashMap。

并发Queue

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JDK提供两套实现，一个是以ConcurrentLinkedQueue为代表的高性能队列，一个是以BlockingDeque接口为代表的阻塞队列。

ConcurrentLinkedQueue是一个适用于并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发下的高性能，如下图的add()方法：

通常情况下，ConcurrentLinkedQueue的性能是优于BlockingDeque。

如果是高并发场景，我们也推荐用ConcurrentLinkedQueue。

BlockingDeque的主要功能不是用于提升高并发时的性能队列，而是简化多线程之间的数据共享。典型的应用场景是生产者-消费者模式中，生产者总是将产品放入队列，消费者总是从中取出，实现数据共享。BlockingDeque提供一种读写阻塞等待机制，读过快或者写过快，都会被阻塞，这个就是体现在offer()方法和put()方法，下图是offer()方法的关键部分：

offer()将对象加入到BlockingDeque队列里，如果有足够空间，则返回true，否则返回false；

而对于put()方法，如下图：

put()将对象加入到队列，如果没有空间，则是会被阻塞到空闲才会继续。