13.多线程 - 11.Concurrent 集合 - 《Blog - 博客笔记》

小结

在  [8.Condition.md](8.Condition.md) 这一节中，我们实现了一个 `BlockingQueue`（阻塞队列）。

BlockingQueue 的意思就是说，当一个线程调用这个 TaskQueue 的 getTask() 方法时，该方法内部可能会让线程变成等待状态，直到队列条件满足不为空，线程被唤醒后，getTask() 方法才会返回。
因为 BlockingQueue 非常有用，所以我们不必自己编写，可以直接使用 Java 标准库的 java.util.concurrent 包提供的线程安全的集合：ArrayBlockingQueue。
除了 BlockingQueue 外，针对 List、Map、Set、Deque 等，java.util.concurrent 包也提供了对应的并发集合类：

| interface | non-thread-safe | thread-safe | | —- | —- | —- |

| List | ArrayList | CopyOnWriteArrayList |

| Map | HashMap | ConcurrentHashMap，ConcurrentSkipListMap |

| Set | HashSet / TreeSet | CopyOnWriteArraySet，ConcurrentSkipListSet |

| Queue | ArrayDeque / LinkedList | ArrayBlockingQueue / LinkedBlockingQueue |

| Deque | ArrayDeque / LinkedList | LinkedBlockingDeque |

还有一些没有列出来的并发集合类：PriorityBlockingQueue 、

ArrayBlockingQueue 有一个可选的参数来指定是否需要公平性。若设置了公平参数，则等待了最长时间的线程会优先得到处理。通常，公平性会降低性能，只有在确实非常需要时才使用它。

使用这些并发集合与使用非线程安全的集合类完全相同。我们以 ConcurrentHashMap 为例：

Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
// 在不同的线程读写:
map.put("A", "1");
map.put("B", "2");
map.get("A");

因为所有的同步和加锁的逻辑都在集合内部实现，对外部调用者来说，只需要正常按接口引用，其他代码和原来的非线程安全代码完全一样。
java.util.Collections 工具类还提供了一个旧的线程安全集合转换器，可以这么用：

Map unsafeMap = new HashMap();
Map threadSafeMap = Collections.synchronizedMap(unsafeMap);

但是它实际上是用一个包装类包装了非线程安全的 Map，然后对所有读写方法都用 synchronized 加锁，这样获得的线程安全集合的性能比 java.util.concurrent 集合要低很多，所以不推荐使用。
线程安全集合只能保证使用过程中不破坏数据结构。比如，在多线程中操作普通的 HashMap 会破坏内部的链表数组：有些连接可能丢失，或者甚至会构成循环，使得该数据结构不再可用。当线程集合类不会发生这样的情况。
但是使用线程安全集合类，并不一定就能让代码线程安全：

Long oldValue = map.get(word); // map -> ConcurrentHashMap
Long newValue = oldValue == null ? 1 : oldValue + 1;
map.put(word, newValue);

上述代码中虽然使用 ConcurrentHashMap 类，但是由于上述操作并不是原子的，所以结果不可预知，线程不安全。

小结

使用 java.util.concurrent 包提供的线程安全的并发集合可以大大简化多线程编程：
多线程同时读写并发集合是安全的；
尽量使用 Java 标准库提供的并发集合，避免自己编写同步代码。