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从这一节开始正式进入并发容器的部分,来看看JDK 6带来了哪些并发容器。
在JDK 1.4以下只有Vector和Hashtable是线程安全的集合(也称并发容器,Collections.synchronized*系列也可以看作是线程安全的实现)。从JDK 5开始增加了线程安全的Map接口ConcurrentMap和线程安全的队列BlockingQueue(尽管Queue也是同时期引入的新的集合,但是规范并没有规定一定是线程安全的,事实上一些实现也不是线程安全的,比如PriorityQueue、ArrayDeque、LinkedList等,在Queue章节中会具体讨论这些队列的结构图和实现)。
在介绍ConcurrencyMap之前先来回顾下Map的体系结构。下图描述了Map的体系结构,其中蓝色字体的是JDK 5以后新增的并发容器。
针对上图有以下几点说明:
回到正题来,这个小节主要介绍ConcurrentHashMap的API以及应用,下一节才开始将原理和分析。
除了实现Map接口里面对象的方法外,ConcurrentHashMap还实现了ConcurrentMap里面的四个方法。
V putIfAbsent(K key,V value)
如果不存在key对应的值,则将value以key加入Map,否则返回key对应的旧值。这个等价于清单1 的操作:
清单1 putIfAbsent的等价操作
if (!map.containsKey(key))
return map.put(key, value);
else
return map.get(key);
在前面的章节中提到过,连续两个或多个原子操作的序列并不一定是原子操作。比如上面的操作即使在Hashtable中也不是原子操作。而putIfAbsent就是一个线程安全版本的操作的。
有些人喜欢用这种功能来实现单例模式,例如清单2。
清单2 一种单例模式的实现
package xylz.study.concurrency;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;public class ConcurrentDemo1 {
private static final ConcurrentMap<String, ConcurrentDemo1> map = new ConcurrentHashMap<String, ConcurrentDemo1>();
private static ConcurrentDemo1 instance;
public static ConcurrentDemo1 getInstance() {
if (instance == null) {map.putIfAbsent("INSTANCE", new ConcurrentDemo1());
instance = map.get("INSTANCE");
}
return instance;
}private ConcurrentDemo1() {
}}
当然这里只是一个操作的例子,实际上在单例模式文章中有很多的实现和比较。清单2 在存在大量单例的情况下可能有用,实际情况下很少用于单例模式。但是这个方法避免了向Map中的同一个Key提交多个结果的可能,有时候在去掉重复记录上很有用(如果记录的格式比较固定的话)。
boolean remove(Object key,Object value)
只有目前将键的条目映射到给定值时,才移除该键的条目。这等价于清单3 的操作。
清单3 remove(Object,Object)的等价操作
if (map.containsKey(key) && map.get(key).equals(value)) {
map.remove(key);
return true;
}
return false;
由于集合类通常比较的hashCode和equals方法,而这两个方法是在Object对象里面,因此两个对象如果hashCode一致,并且覆盖了equals方法后也一致,那么这两个对象在集合类里面就是“相同”的,不管是否是同一个对象或者同一类型的对象。也就是说只要key1.hashCode()==key2.hashCode() && key1.equals(key2),那么key1和key2在集合类里面就认为是一致,哪怕他们的Class类型不一致也没关系,所以在很多集合类里面允许通过Object来类型来比较(或者定位)。比如说Map尽管添加的时候只能通过制定的类型<K,V>,但是删除的时候却允许通过一个Object来操作,而不必是K类型。
既然Map里面有一个remove(Object)方法,为什么ConcurrentMap还需要remove(Object,Object)方法呢?这是因为尽管Map里面的key没有变化,但是value可能已经被其他线程修改了,如果修改后的值是我们期望的,那么我们就不能拿一个key来删除此值,尽管我们的期望值是删除此key对于的旧值。
这种特性在原子操作章节的AtomicMarkableReference和AtomicStampedReference里面介绍过。
boolean replace(K key,V oldValue,V newValue)
只有目前将键的条目映射到给定值时,才替换该键的条目。这等价于清单4 的操作。
清单4 replace(K,V,V)的等价操作
if (map.containsKey(key) && map.get(key).equals(oldValue)) {
map.put(key, newValue);
return true;
}
return false;
V replace(K key,V value)
只有当前键存在的时候更新此键对于的值。这等价于清单5 的操作。
清单5 replace(K,V)的等价操作
if (map.containsKey(key)) {
return map.put(key, value);
}
return null;
replace(K,V,V)相比replace(K,V)而言,就是增加了匹配oldValue的操作。
其实这4个扩展方法,是ConcurrentMap附送的四个操作,其实我们更关心的是Map本身的操作。当然如果没有这4个方法,要完成类似的功能我们可能需要额外的锁,所以有总比没有要好。比如清单6,如果没有putIfAbsent内置的方法,我们如果要完成此操作就需要完全锁住整个Map,这样就大大降低了ConcurrentMap的并发性。这在下一节中有详细的分析和讨论。
清单6 putIfAbsent的外部实现
public V putIfAbsent(K key, V value) {
synchronized (map) {
if (!map.containsKey(key)) return map.put(key, value);
return map.get(key);
}
}
参考资料:
深入浅出 Java Concurrency (16): 并发容器 part 1 ConcurrentMap (1)[转]
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原文地址:http://www.cnblogs.com/0x2D-0x22/p/4138697.html