第26篇：JUC中一些常见的集合-Java充电社【公众号：Java充电社】

## 本文内容

1. 了解JUC常见集合，学会使用
3. ConcurrentHashMap
4. ConcurrentSkipListMap
5. ConcurrentSkipListSet
6. CopyOnWriteArraySet
7. 介绍Queue接口
7. ConcurrentLinkedQueue
8. CopyOnWriteArrayList
9. 介绍Deque接口
10. ConcurrentLinkedDeque

## JUC集合框架图
![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/26/1bb74614-56e0-4198-88cf-a7d48eeac363.png)

> 图可以看到，JUC的集合框架也是从Map、List、Set、Queue、Collection等超级接口中继承而来的。所以，大概可以知道JUC下的集合包含了一一些基本操作，并且变得线程安全。

## Map

### ConcurrentHashMap

功能和HashMap基本一致，内部使用红黑树实现的。

**特性：**

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. key和value都不能为空
3. 线程安全的

### ConcurrentSkipListMap

内部使用跳表实现的，放入的元素会进行排序，排序算法支持2种方式来指定：

1. 通过构造方法传入一个`Comparator`
2. 放入的元素实现`Comparable`接口

上面2种方式必选一个，如果2种都有，走规则1。

**特性：**

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. 放入的元素会排序
3. key和value都不能为空
4. 线程安全的

## List

### CopyOnWriteArrayList

实现List的接口的，一般我们使用`ArrayList、LinkedList、Vector`，其中只有Vector是线程安全的，可以使用Collections静态类的synchronizedList方法对ArrayList、LinkedList包装为线程安全的List，不过这些方式在保证线程安全的情况下性能都不高。

CopyOnWriteArrayList是线程安全的List，内部使用数组存储数据，`集合中多线程并行操作一般存在4种情况：读读、读写、写写、写读，这个只有在写写操作过程中会导致其他线程阻塞，其他3种情况均不会阻塞`，所以读取的效率非常高。

可以看一下这个类的名称：CopyOnWrite，意思是在写入操作的时候，进行一次自我复制，换句话说，当这个List需要修改时，并不修改原有内容（这对于保证当前在读线程的数据一致性非常重要），而是在原有存放数据的数组上产生一个副本，在副本上修改数据，修改完毕之后，用副本替换原来的数组，这样也保证了写操作不会影响读。

**特性：**

1. 迭代结果和存入顺序一致
2. 元素不重复
3. 元素可以为空
4. 线程安全的
5. 读读、读写、写读3种情况不会阻塞；写写会阻塞
6. 无界的

## Set

### ConcurrentSkipListSet

有序的Set，内部基于ConcurrentSkipListMap实现的，放入的元素会进行排序，排序算法支持2种方式来指定：

1. 通过构造方法传入一个`Comparator`
2. 放入的元素实现`Comparable`接口

上面2种方式需要实现一个，如果2种都有，走规则1

**特性：**

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. 放入的元素会排序
3. 元素不重复
4. 元素不能为空
5. 线程安全的
6. 无界的

### CopyOnWriteArraySet

内部使用CopyOnWriteArrayList实现的，将所有的操作都会转发给CopyOnWriteArrayList。

**特性：**

1. 迭代结果和存入顺序不一致
2. 元素不重复
3. 元素可以为空
4. 线程安全的
5. 读读、读写、写读 不会阻塞；写写会阻塞
6. 无界的

## Queue

Queue接口中的方法，我们再回顾一下：

3种操作，每种操作有2个方法，不同点是队列为空或者满载时，调用方法是抛出异常还是返回特殊值，大家按照表格中的多看几遍，加深记忆。

### ConcurrentLinkedQueue

高效并发队列，内部使用链表实现的。

**特性：**

1. 线程安全的
2. 迭代结果和存入顺序一致
3. 元素可以重复
4. 元素不能为空
5. 线程安全的 
6. 无界队列

## Deque

先介绍一下Deque接口，双向队列(Deque)是Queue的一个子接口，双向队列是指该队列两端的元素既能入队(offer)也能出队(poll)，如果将Deque限制为只能从一端入队和出队，则可实现栈的数据结构。对于栈而言，有入栈(push)和出栈(pop)，遵循先进后出原则。

一个线性 collection，支持在两端插入和移除元素。名称 *deque* 是“double ended queue（双端队列）”的缩写，通常读为“deck”。大多数 `Deque` 实现对于它们能够包含的元素数没有固定限制，但此接口既支持有容量限制的双端队列，也支持没有固定大小限制的双端队列。

此接口定义在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式：一种形式在操作失败时抛出异常，另一种形式返回一个特殊值（`null` 或 `false`，具体取决于操作）。插入操作的后一种形式是专为使用有容量限制的 `Deque` 实现设计的；在大多数实现中，插入操作不能失败。

下表总结了上述 12 种方法：

|          | **第一个元素（头部）** | 第一个元素（头部） | 最后一个元素（尾部） | 最后一个元素（尾部） |
| -------- | ---------------------- | ------------------ | -------------------- | -------------------- |
|          | *抛出异常*             | *特殊值*           | *抛出异常*           | *特殊值*             |
| **插入** | `addFirst(e)`          | `offerFirst(e)`    | `addLast(e)`         | `offerLast(e)`       |
| **移除** | `removeFirst()`        | `pollFirst()`      | `removeLast()`       | `pollLast()`         |
| **检查** | `getFirst()`           | `peekFirst()`      | `getLast()`          | `peekLast()`         |

此接口扩展了 `Queue`接口。在将双端队列用作队列时，将得到 FIFO（先进先出）行为。将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素。从 `Queue` 接口继承的方法完全等效于 `Deque` 方法，如下表所示：

| **Queue 方法** | **等效 Deque 方法** |
| -------------- | ------------------- |
| `add(e)`       | `addLast(e)`        |
| `offer(e)`     | `offerLast(e)`      |
| `remove()`     | `removeFirst()`     |
| `poll()`       | `pollFirst()`       |
| `element()`    | `getFirst()`        |
| `peek()`       | `peekFirst()`       |

### ConcurrentLinkedDeque

实现了Deque接口，内部使用链表实现的高效的并发双端队列。

**特性：**

1. 线程安全的
2. 迭代结果和存入顺序一致
3. 元素可以重复
4. 元素不能为空
5. 线程安全的
6. 无界队列

## BlockingQueue

关于阻塞队列，上一篇有详细介绍，可以看看：**<a target="_blank" href="/course/1/25">掌握JUC中的阻塞队列</a>**

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## 最新资料

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5. <a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwOTAyMTY2NA==&mid=2247485167&idx=1&sn=48d75c8e93e748235a3547f34921dfb7&scene=21#wechat_redirect" target="_blank">2021 版 java 高并发常见面试题汇总.pdf</a>
6. <a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwOTAyMTY2NA==&mid=2247485664&idx=1&sn=435f9f515a8f881642820d7790ad20ce&scene=21#wechat_redirect" target="_blank">Idea 快捷键大全.pdf</a>

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/1/2883e86e-3eff-404a-8943-0066e5e2b454.png)