使用Concurrent集合

廖雪峰

资深软件开发工程师,业余马拉松选手。

我们在前面已经通过ReentrantLock和Condition实现了一个BlockingQueue:

public class TaskQueue {

private final Lock lock = new ReentrantLock();

private final Condition condition = lock.newCondition();

private Queue queue = new LinkedList<>();

public void addTask(String s) {

lock.lock();

try {

queue.add(s);

condition.signalAll();

} finally {

lock.unlock();

}

}

public String getTask() {

lock.lock();

try {

while (queue.isEmpty()) {

condition.await();

}

return queue.remove();

} finally {

lock.unlock();

}

}

}

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。我们归纳一下:

interface

non-thread-safe

thread-safe

List

ArrayList

CopyOnWriteArrayList

Map

HashMap

ConcurrentHashMap

Set

HashSet / TreeSet

CopyOnWriteArraySet

Queue

ArrayDeque / LinkedList

ArrayBlockingQueue / LinkedBlockingQueue

Deque

ArrayDeque / LinkedList

LinkedBlockingDeque

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 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。即当我们需要多线程访问时,把:

Map map = new HashMap<>();

改为:

Map map = new ConcurrentHashMap<>();

就可以了。

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。

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。