JDK5引入的线程并发开发concurrent包（二）-金色坐标

JDK5引入的线程并发开发concurrent包（二）

Java 5中引入了并发包(java.util.concurrent)，大大简化了多线程并发程序的开发。接下来我们分析一下引入concurrent包为多线程并发程序带来的变化。为清晰期间，进行对比说明。

第二，集合(Collections)的线程安全

1，Synchronized Collections

Vector和Hashtable是采用Synchronized的方案的线程安全的集合类。对应的线程不安全的类型为：ArrayList和HashMap。

另外，Java 1.2 引入了对集合线程安全便利封装的函数：Collections.synchronizedXxx (比如Collections.synchronizedList)。

示例如下：

List<String> mySafeList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());

Map<String, Object> mySafeMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>());

这样被封装过的集合在被访问的各个方法均为等价于加了Synchronized修饰符的。

2，Concurrent Collections

Synchronized Collections性能比较低，而ArrayList和HashMap这类又在多线程访问的时候不安全，Java 5引入了基于copywirte、Lock Striping和compare and set等技术的Concurrent Collections。

类型	非线程安全版	采用技术	备注
ConcurrentHashMap	HashMap	Lock Striping & compare and set	将key分组，每组使用不同的同步锁
ConcurrentSkipListMap(Java 6)	SortedMap	如上	如上
CopyOnWriteArrayList	ArrayList	copy on wirte	发生修改时候做copy，新老版本分离，保证读的高性能，适用于以读为主的情况
ConcurrentSkipListSet(Java 6)	SortedSet	如上	如上

下面代码简单示例了采用Lock Striping技术实现一个线程安全的高效的Map。

@ThreadSafe
public class StripedMap {
    // Synchronization policy: buckets[n] guarded by locks[n%N_LOCKS]
    private static final int N_LOCKS = 16;
    private final Node[] buckets;
    private final Object[] locks;

private static class Node { ... }

    public StripedMap(int numBuckets) {
        buckets = new Node[numBuckets];
        locks = new Object[N_LOCKS];
        for (int i = 0; i < N_LOCKS; i++)
            locks[i] = new Object();
    }

    private final int hash(Object key) {
        return Math.abs(key.hashCode() % buckets.length);
    }

    public Object get(Object key) {
        int hash = hash(key);
        synchronized (locks[hash % N_LOCKS]) {
            for (Node m = buckets[hash]; m != null; m = m.next)
                if (m.key.equals(key))
                    return m.value;
        }
        return null;
    }

    public void clear() {
        for (int i = 0; i < buckets.length; i++) {
            synchronized (locks[i % N_LOCKS]) {
                buckets[i] = null;
            }
        }
    }
    ...
}

下面是各类Map在cpu个数增加情况下的性能增长对比图：