线程安全集合类概述

线程安全集合类可以分为三大类：

• 遗留的线程安全集合如Hashtable,Vector

• 使用Collections装饰的线程安全集合，如：

  • Collections.synchronizedCollection
  • Collections.synchronizedList
  • Collections.synchronizedMap
  • Collections.synchronizedSet
  • Collections.synchronizedNavigableMap
  • Collections.synchronizedNavigableSet
  • Collections.synchronizedSortedMap
  • Collections.synchronizedSortedSet

• java.util.concurrent.*

重点介绍java.util.concurrent.*下的线程安全集合类，可以发现它们有规律，里面包含三类关键词：Blocking 、CopyOnWrite、Concurrent

• Blocking 大部分实现基于锁，并提供用来阻塞的方法

• CopyOnWrite之类容器修改开销相对较重

• Concurrent类型的容器

• 内部很多操作使用cas优化，一般可以提供较高吞吐量

• 弱一致性

  • 遍历时弱一致性，例如，当利用迭代器遍历时，如果容器发生修改，迭代器仍然可以进行遍历，这时内容是旧的
  • 求大小弱一致性，size操作未必是100%
  • 读取弱一致性

遍历时如果发生了修改，对于非线程安全来讲，使用fail-fast机制也就是让遍历立刻失败，抛出ConcurrentModificationException,不再继续遍历

重要属性和内部类

/**
     *  默认为0
     *  当初始化时，为 -1
     *  当扩容时，为 -(1 + 扩容线程数)
     *  当初始化或扩容完成后，为下一次的扩容的阈值大小
     */
     private transient volatile int sizeCtl;

     // 整个 ConcurrentHashMap 就是一个Node[]
     static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {}


      //  hash 表
     transient volatile Node<K,V> [] table;

     // 扩容时的 新 hash 表
    private transient volatile Node<K,V> [] nextTable;


    // 扩容时如果某个 bin 迁移完毕， 用ForwardingNode 作为旧 table bin 的头结点
    static final class ForwardingNode<K,V> extends Node<K,V> {}

    // 用在 compute 以及 computeIfAbsent时，用来占位，计算完成后替换为普通 Node
    static final class ReservationNode<K,V> extends Node<K,V> {}

    // 作为treebin 的头结点，存储root 和 first
    static  final class TreeBin<K,V> extends  Node<K,V> {}

    // 作为 treebin 的节点，存储parent,left,right
    static final class TreeNode<K,V> extends Node<K,V> {}

重要方法

      // 获取 Node[] 中第 i 个Node
    static final <K,V> Node<K,V> tabAt(Node<K,V>[] tab,int i);

      // cas 修改 Node[] 中第 i 个Node 的值，c 为旧值 ，v 为新值
    static final <k,v> boolean casTabAt(Node<K,V> [] tab,int i,Node<k,v> c,Node<k,v> v);

    // 直接修改Node[] 中第 i个 Node 的值，v为新值
    static final <K,V> void setTabAt(Node<K,V> [] tab ,int i,Node<K,V> v)

ConcurrentHashMap原理具体分析