本篇內(nèi)容主要講解“怎么理解Java并發(fā)隊(duì)列與容器”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“怎么理解Java并發(fā)隊(duì)列與容器”吧!
成都創(chuàng)新互聯(lián)是一家網(wǎng)站設(shè)計(jì)公司，集創(chuàng)意、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、軟件技術(shù)為一體的創(chuàng)意網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)商，主營(yíng)產(chǎn)品：成都響應(yīng)式網(wǎng)站建設(shè)、品牌網(wǎng)站制作、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷推廣。我們專注企業(yè)品牌在網(wǎng)站中的整體樹(shù)立，網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)的體驗(yàn)，以及在手機(jī)等移動(dòng)端的優(yōu)質(zhì)呈現(xiàn)。成都做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、VI設(shè)計(jì)、云產(chǎn)品.運(yùn)維為核心業(yè)務(wù)。為用戶提供一站式解決方案，我們深知市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)激烈，認(rèn)真對(duì)待每位客戶，為客戶提供賞析悅目的作品，網(wǎng)站的價(jià)值服務(wù)。
BlockingQueue
阻塞隊(duì)列，位于java.util.concurrent并發(fā)包下，它很好的解決了多線程中如何安全、高效的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。所謂“阻塞”是指在某些情況下線程被掛起，當(dāng)滿足一定條件時(shí)會(huì)被自動(dòng)喚醒，可以通過(guò)API進(jìn)行控制。
常見(jiàn)的阻塞隊(duì)列主要分為兩種FIFO（先進(jìn)先出）和LIFO（后進(jìn)先出），當(dāng)然通過(guò)不同的實(shí)現(xiàn)方式，還可以引申出多種不同類型的隊(duì)列。首先了解一下BlockingQueue的幾個(gè)核心API：put、take一對(duì)阻塞存?。籥dd、poll一對(duì)非阻塞存取。put(anObj)：把a(bǔ)nObj加到BlockingQueue里，如果BlockQueue沒(méi)有空間，則調(diào)用此方法的線程被阻塞，直到BlockingQueue里面有空間再繼續(xù)插入add(anObj)：把a(bǔ)nObj加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue可以容納，則返回true，否則拋出異常offer(anObj)：表示如果可能的話，將anObj加到BlockingQueue里，如果BlockingQueue可以容納，則返回true，否則返回false。take()：取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象，若BlockingQueue為空，阻斷進(jìn)入等待狀態(tài)，直到Blocking有新的對(duì)象被加入為止
poll(time)：取走BlockingQueue里排在首位的對(duì)象，若不能立即取出，則可以等time參數(shù)規(guī)定的時(shí)間，取不到時(shí)返回null
基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的有界阻塞隊(duì)列。因?yàn)榛跀?shù)組實(shí)現(xiàn)，所以具有查找快，增刪慢的特點(diǎn)。生產(chǎn)者和消費(fèi)者用的是同一把鎖，不能并行執(zhí)行效率低。它底層使用了一種標(biāo)準(zhǔn)互斥鎖ReentrantLock，即讀讀、讀寫(xiě)，寫(xiě)寫(xiě)都互斥，當(dāng)然可以控制對(duì)象內(nèi)部是否采用公平鎖，默認(rèn)是非公平鎖。消費(fèi)方式是FIFO。
生產(chǎn)和消費(fèi)數(shù)據(jù)時(shí)，直接將枚舉對(duì)象插入或刪除，不會(huì)產(chǎn)生或銷毀額外的對(duì)象實(shí)例。應(yīng)用：因?yàn)榈讓由a(chǎn)和消費(fèi)用了同一把鎖，定長(zhǎng)數(shù)組不用頻繁創(chuàng)建和銷毀對(duì)象，適合于想按照隊(duì)列順序去執(zhí)行任務(wù)，還不想出現(xiàn)頻繁的GC的場(chǎng)景。基于鏈表實(shí)現(xiàn)的阻塞隊(duì)列，同樣具有增刪快，定位慢的特點(diǎn)。需要注意一點(diǎn)：默認(rèn)情況下創(chuàng)建的LinkedBlockingQueue容量是Integer.MAX_VALUE， 在這種情況下，如果生產(chǎn)者的速度一旦大于消費(fèi)者的速度，可能還沒(méi)有等到隊(duì)列滿阻塞產(chǎn)生，系統(tǒng)內(nèi)存就有可能已被消耗盡?？梢酝ㄟ^(guò)指定容量創(chuàng)建LinkedBlockingQueue避免這種極端情況的發(fā)生。雖然底層使用的也是ReentrantLock但take和put是分離的（生產(chǎn)和消費(fèi)的鎖不是同一把鎖），高并發(fā)場(chǎng)景下效率仍然高于ArrayBlockingQueue。put方法在隊(duì)列滿的時(shí)候會(huì)阻塞直到有隊(duì)列成員被消費(fèi)，take方法在隊(duì)列空的時(shí)候會(huì)阻塞，直到有隊(duì)列成員被放進(jìn)來(lái)。DelayQueue是一個(gè)沒(méi)有大小限制的隊(duì)列，因此往隊(duì)列中插入數(shù)據(jù)的操作（生產(chǎn)者）永遠(yuǎn)不會(huì)被阻塞，而只有獲取數(shù)據(jù)的操作（消費(fèi)者）才會(huì)被阻塞。DelayQueue中的元素，只有指定的延遲時(shí)間到了，才能夠從隊(duì)列中獲取到該元素。
1.客戶端長(zhǎng)時(shí)間占用連接的問(wèn)題，超過(guò)這個(gè)空閑時(shí)間了，可以移除的2.處理長(zhǎng)時(shí)間不用的緩存:如果隊(duì)列里面的對(duì)象長(zhǎng)時(shí)間不用，超過(guò)空閑時(shí)間，就移除3.任務(wù)超時(shí)處理
PriorityBlockingQueue不會(huì)阻塞數(shù)據(jù)生產(chǎn)者，而只會(huì)在沒(méi)有可消費(fèi)的數(shù)據(jù)時(shí)，阻塞數(shù)據(jù)的消費(fèi)者。因此必須控制生產(chǎn)者生產(chǎn)數(shù)據(jù)的速度，避免消費(fèi)者消費(fèi)數(shù)據(jù)速度跟不上，否則時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)最終耗盡所有的可用堆內(nèi)存空間。在向PriorityBlockingQueue中添加元素時(shí)，元素通過(guò)在實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)Comparable接口，重寫(xiě)compareTo()來(lái)定義優(yōu)先級(jí)的邏輯。它內(nèi)部控制線程同步的鎖采用的是公平鎖。一種無(wú)緩沖的等待隊(duì)列，來(lái)一個(gè)任務(wù)就執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，這期間不能添加任何的任務(wù)。也就是不用阻塞了，其實(shí)對(duì)于少量任務(wù)而言，這種做法更高效。聲明一個(gè)SynchronousQueue有兩種不同的方式，公平模式和非公平模式:
公平模式：SynchronousQueue會(huì)采用公平鎖，并配合一個(gè)FIFO隊(duì)列來(lái)阻塞多余的生產(chǎn)者和消費(fèi)者，從而體現(xiàn)整體的公平策略；非公平模式（SynchronousQueue默認(rèn)）：SynchronousQueue采用非公平鎖，同時(shí)配合一個(gè)LIFO隊(duì)列來(lái)管理多余的生產(chǎn)者和消費(fèi)者，而后一種模式，如果生產(chǎn)者和消費(fèi)者的處理速度有差距，則很容易出現(xiàn)饑渴的情況，即可能有某些生產(chǎn)者或者是消費(fèi)者的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)都得不到處理。不上鎖，高并發(fā)場(chǎng)景效率遠(yuǎn)高于ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue等第一類：Vector、Stack、HashTable都是同步類，線程安全的，但高并發(fā)場(chǎng)景下仍然可能出現(xiàn)問(wèn)題如ConcurrentModificationException。第二類：Collections提供的一些工廠類（靜態(tài)），效率低
并發(fā)類容器
寫(xiě)時(shí)復(fù)制的容器：當(dāng)我們往一個(gè)容器添加元素的時(shí)候，不直接往當(dāng)前容器添加，而是先將當(dāng)前容器進(jìn)行copy，復(fù)制出一個(gè)新的容器，然后往新的容器里添加元素，添加完元素之后，再將原容器的引用指向新的容器，非常適合讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景。但同時(shí)存在如下問(wèn)題：數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題：CopyOnWrite容器是弱一致性的，即只能保證數(shù)據(jù)的最終一致性，不能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)一致性。所以如果你希望寫(xiě)入的的數(shù)據(jù)能夠即時(shí)讀到，不要使用CopyOnWrite容器。內(nèi)存占用問(wèn)題：因?yàn)镃opyOnWrite 的寫(xiě)時(shí)復(fù)制機(jī)制，所以在進(jìn)行寫(xiě)操作的時(shí)候，內(nèi)存里會(huì)同時(shí)駐扎兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，舊的對(duì)象和新寫(xiě)入的對(duì)象。如果這些對(duì)象占用的內(nèi)存比較大，如果控制不好，比如寫(xiě)特別多的情景，很有可能造成頻繁的Yong GC 和Full GC。針對(duì)內(nèi)存占用問(wèn)題，可以通過(guò)壓縮容器中的元素的方法來(lái)減少大對(duì)象的內(nèi)存消耗，或者不使用CopyOnWrite容器，而使用其他的并發(fā)容器，如ConcurrentHashMap。有兩種常見(jiàn)的CopyOnWrite容器：CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet，其中CopyOnWriteArrayList是ArrayList 的一個(gè)線程安全的變體。
筆者分JDK1.7和JDK1.8兩部分說(shuō)明ConcurrentHashMap。JDK1.7采用"鎖分段"技術(shù)來(lái)降低鎖的粒度，它把整個(gè)map劃分為一系列由segment組成的單元，一個(gè)segment相當(dāng)于一個(gè)hashtable。通過(guò)這種方式，加鎖的對(duì)象就從整個(gè)map變成了一個(gè)segment。ConcurrentHashMap線程安全并且提高性能原因就在于：對(duì)map中的讀是并發(fā)的，無(wú)需加鎖；只有在put、remove操作時(shí)才加鎖，而加鎖僅是對(duì)需要操作的segment加鎖，不會(huì)影響其他segment的讀寫(xiě)。因此不同的segment之間可以并發(fā)使用，極大地提高了性能。根據(jù)源碼又可得出查找、插入、刪除的過(guò)程：通過(guò)key的hash確定segement（插入時(shí)如果segment大小達(dá)到擴(kuò)容閾值則進(jìn)行擴(kuò)容） --> 確定鏈表數(shù)組HashEntry下標(biāo)（插入/刪除時(shí)，獲取鏈表頭） --> 遍歷鏈表【查詢：調(diào)用equals()進(jìn)行比對(duì)，找到與所查找key相等的結(jié)點(diǎn)并讀??；插入：如果找到相同的key的結(jié)點(diǎn)則更新value值，如果沒(méi)有則插入新結(jié)點(diǎn)；刪除：找到被刪除結(jié)點(diǎn)后，以被刪除結(jié)點(diǎn)的next結(jié)點(diǎn)開(kāi)始建立新的鏈表，然后再把原鏈表頭直到被刪結(jié)點(diǎn)的前繼結(jié)點(diǎn)依次復(fù)制、插入新鏈表，最后把新鏈表頭設(shè)置為當(dāng)前數(shù)組下標(biāo)元素取代舊鏈表。
JDK1.8中的ConcurrentHashMap在JDK1.7上做了很多優(yōu)化：1.取消segments字段，直接采用transient volatile HashEntry<K,V>[] table保存數(shù)據(jù)，采用table數(shù)組元素作為鎖，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一行數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖，通過(guò)進(jìn)一步降低鎖粒度來(lái)減少并發(fā)沖突的概率2.將原先table數(shù)組＋鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，變更為table數(shù)組＋鏈表＋紅黑樹(shù)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于hash表來(lái)說(shuō)，最核心的能力在于將key hash之后能均勻的分布在數(shù)組中。如果hash之后散列的很均勻，那么table數(shù)組中的每個(gè)隊(duì)列長(zhǎng)度主要為0或者1。但實(shí)際情況并非總是如此理想，雖然ConcurrentHashMap類默認(rèn)的加載因子為0.75，但是在數(shù)據(jù)量過(guò)大或者運(yùn)氣不佳的情況下，還是會(huì)存在一些隊(duì)列長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的情況，如果還是采用單向列表方式，那么查詢某個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)；因此，對(duì)于個(gè)數(shù)超過(guò)8(默認(rèn)值)的列表，jdk1.8中采用了紅黑樹(shù)的結(jié)構(gòu)，那么查詢的時(shí)間復(fù)雜度可以降低到O(logN)，可以改進(jìn)性能3.新增字段transient volatile CounterCell[] counterCells，可方便的計(jì)算集合中所有元素的個(gè)數(shù)，性能大大優(yōu)于jdk1.7中的size()到此，相信大家對(duì)“怎么理解Java并發(fā)隊(duì)列與容器”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！
分享標(biāo)題：怎么理解Java并發(fā)隊(duì)列與容器
網(wǎng)頁(yè)地址：http://redsoil1982.com.cn/article18/jhedgp.html
成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供建站公司、虛擬主機(jī)、關(guān)鍵詞優(yōu)化、定制開(kāi)發(fā)、電子商務(wù)、微信小程序
廣告
![]()
聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知，我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場(chǎng)，如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來(lái)源：
創(chuàng)新互聯(lián)
