Java并发：同步容器&并发容器

第一节 同步容器、并发容器 　　1.简述同步容器与并发容器 　　在Java并发编程中，经常听到同步容器、并发容器之说，那什么是同步容器与并发容器呢？同步容器可以简单地理解为通过synchronized来实现同步的容器，比如Vector、Hashtable以及SynchronizedList等容器，如果有多个线程调用同步容器的方法，它们将会串行执行。 　　可以通过查看Vector、Hashtable等同步容器的实现代码，可以看到这些容器实现线程安全的方式是将它们的状态封装起来，并在需要同步的方法上加上关键字synchronized，但在某些情况下，同步容器不一定是线程安全的，比如获取后一个 Java并发编程中，同步容器和并发容器是两种关键的线程安全数据结构。同步容器，如Vector和Hashtable，是通过内置的`synchronized`关键字来确保线程安全的。这意味着当多个线程尝试访问同步容器的方法时，它们会被串行化执行，即一次只有一个线程能够执行相关操作。例如，尽管Vector的get()和remove()方法是同步的，但对容器的复合操作（如获取最后一个元素或删除最后一个元素）可能仍然需要额外的同步，因为这些操作不是原子性的。如果不加以注意，可能会导致数据不一致或运行时异常，如在多线程环境中的数组越界。 为了解决同步容器带来的并发性问题，Java 5引入了`concurrent`包，包含了并发容器，如ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList。这些并发容器采用了不同的锁策略，以提供更高的并发性和系统扩展性。例如，ConcurrentHashMap使用了分段锁技术，允许并发读写操作，并且在一定程度上允许多个写操作同时进行。这显著提高了在高并发环境下的性能。 ConcurrentHashMap的并发度是一个可配置的参数，它定义了内部数据结构的分割部分数量，以减少锁的竞争。默认值为16，意味着在理想情况下，最多可以有16个线程同时执行写操作，而读操作不受限制。锁分离技术使得ConcurrentHashMap能够高效地处理大量并发请求，因为它将锁的作用范围缩小到特定的数据段，而不是锁定整个数据结构，从而实现了更细粒度的并发控制。 在选择同步容器和并发容器时，需要根据应用的并发需求和性能要求来权衡。同步容器简单直观，但可能导致串行化访问和性能瓶颈；并发容器提供了更好的并发性能，但可能牺牲了一些同步的灵活性。在并发编程中，理解这些容器的工作原理和限制对于优化多线程应用程序至关重要。 Java的同步容器和并发容器是为了解决多线程环境下数据结构的安全性和效率问题。同步容器通过全局锁确保线程安全，但可能导致并发性能下降；而并发容器，特别是`concurrent`包中的类，通过创新的锁策略和数据结构设计，提高了并发性能，降低了锁冲突的可能性，从而更适合高并发的场景。在设计并发程序时，开发者应根据具体需求选择适当的容器类型，以实现最佳的性能和安全性。