面试--集合(四)并发集合框架阻塞队列与非阻塞队列

java语的框架父类接口是Iterable,从这个接口向下一一进行继承。

一:集合架构的简介

1:接口Iterable

主要用于迭代循环,仅有一个iterator()方法,通过返回Iterable对象,进行循环处理。

2:接口Collection

提供了集合框架最主要,最常用的操作,接口内部提供的主要方法是针对数据的怎删改查操作。

3:接口list

接口list对Collection接口进行扩展,允许数据根据索引位置操作数据,并且内容允许重复。实现类ArrayList可以使数组有序排序,但不是线程安全的,如果想使用线程安全的链表则可以使用Vector类,Vector类是线程安全的。

3:接口set

set也是对Collection进行扩展,它的特点是内容不允许重复,排序方式为自然排序,为了防止元素重复的原理使用的是元素重写hashCode()和equals()方法,set的常用接口是不支持线程安全的HashSet.

二:非阻塞队列

非阻塞队列的特点是队列里面没有数据时,操作队列会返回异常或者null,不具有阻塞队列的优点。常见的非阻塞队列有:

ConcurrentHashMap,ConcurrentSkipListMap,ConcurrentSkipListSet,ConcurrentLinkedQueue,ConcurrentLinkedDeque,

CopyOnWriteArrayList,CopyOnWriteArraySet.

1:ConcurrentHashMap的使用:

由于HashMap不是线程安全的,而HashTable是线程安全的,当多个线程调用iterator()方法返回iterator对象,再调用remove()方法时会出现异常,就是不支持Iterator并发的删除。可以使用ConcurrentHashMap类。

ConcurrentHashMap支持迭代,但是不支持排序,如果排序可以使用LinkedHashMap,LinkedHashMap支持key的顺序性,但是不支持并发。

2:ConcurrentSkipListMap的使用:

如果有要安全性又要排序就可以使用ConcurrentSkipListMap。

3:ConcurrentSkipListSet使用

ConcurrentSkipListMap类支持排序而且不允许重复的元素,

4:ConcurrentLinkedQueue的使用:

ConcurrentLinkedQueue类提供了并发环境的队列操作,

方法poll()当前没有获得数据时返回null,如果有数据则移除表头,并将表头进行返回,

方法element()当前没有获取数据时出现NoSuchElementException异常,如果有数据则返回表头项,

方法peek()当前没有获得发回数据时返回为null,有数据则  不移除表头,并将表头进行返回。

5:ConcurrentLinkedDeque的使用:

ConcurrentLinkedQueue仅支持对列头进行操作,ConcurrentLinkedDeue支持对列头和列尾双向操作。

6:CopyOnWriteArrayList的使用:

支持线程安全,解决ArrayList线程不安全。

7:CopyOnWriteArraySet:

支持线程安全,解决hashSet线程不安全。

三:阻塞队列https://blog.csdn.net/stafen1/article/category/6863952

http://ifeve.com/java-blocking-queue/    并发编程网

阻塞队列:如果队列是空,从队列取东西会被阻塞进入等待,直到队列里添加了元素才会被唤醒。如果是满的队列,一样被阻塞。

JDK7提供了7个阻塞队列。分别是

  • ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
  • LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
  • PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
  • DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
  • SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。
  • LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
  • LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

1ArrayBlockingQueue

ArrayBlockingQueue是一个用数组实现的有界阻塞队列。此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。默认情况下不保证访问者公平的访问队列,所谓公平访问队列是指阻塞的所有生产者线程或消费者线程,当队列可用时,可以按照阻塞的先后顺序访问队列,即先阻塞的生产者线程,可以先往队列里插入元素,先阻塞的消费者线程,可以先从队列里获取元素。通常情况下为了保证公平性会降低吞吐量。我们可以使用以下代码创建一个公平的阻塞队列:

1 ArrayBlockingQueue fairQueue = new  ArrayBlockingQueue(1000,true);

访问者的公平性是使用可重入锁实现的,代码如下:

public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
        if (capacity <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.items = new Object[capacity];
        lock = new ReentrantLock(fair);
        notEmpty = lock.newCondition();
        notFull =  lock.newCondition();
}

LinkedBlockingQueue

LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue类似,只不过LInkedBlockingQueue是无界的,也可以定义成一个有界的。

一个用链表实现的有界阻塞队列。此队列的默认和最大长度为Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的原则对元素进行排序。

PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue是一个支持优先级的无界队列。默认情况下元素采取自然顺序排列,也可以通过比较器comparator来指定元素的排序规则。元素按照升序排列。

SynchronousQueue

SynchronousQueue为异步队列,是一个不存储元素的阻塞队列。每一个put操作必须等待一个take操作,否则不能继续添加元素。SynchronousQueue可以看成是一个传球手,负责把生产者线程处理的数据直接传递给消费者线程。队列本身并不存储任何元素,非常适合于传递性场景,比如在一个线程中使用的数据,传递给另外一个线程使用,SynchronousQueue的吞吐量高于LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。

DelayQueue

DelayQueue是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。队列使用PriorityQueue来实现。队列中的元素必须实现Delayed接口,在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。我们可以将DelayQueue运用在以下应用场景:

  • 缓存系统的设计:可以用DelayQueue保存缓存元素的有效期,使用一个线程循环查询DelayQueue,一旦能从DelayQueue中获取元素时,表示缓存有效期到了。
  • 定时任务调度。使用DelayQueue保存当天将会执行的任务和执行时间,一旦从DelayQueue中获取到任务就开始执行,从比如TimerQueue就是使用DelayQueue实现的。

队列中的Delayed必须实现compareTo来指定元素的顺序。比如让延时时间最长的放在队列的末尾。

LinkedTransferQueue

LinkedTransferQueue是一个由链表结构组成的无界阻塞TransferQueue队列。相对于其他阻塞队列LinkedTransferQueue多了tryTransfer和transfer方法。

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转载自blog.csdn.net/lettyisme/article/details/84855157
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