一 同步类容器
同步类容器都是线程安全的，但在某些场景中可能需要加锁来保证复合操作。 符合操作如：迭代（反复访问元素，遍历完容器中所有元素）、跳转（根据指定的顺序找到当前元素的下一个元素）、条件运算。这些复合操作在多线程并发地修改容器时，可能会表现出意外的行为，最经典的ConcurrentModificationException，原因是当前容器迭代的过程中，被并发的修改了内容，这是由于早期迭代器设计的时候没有考虑到并发修改。 同步类容器：如古老的Vector、HashTable。这些容器的同步功能其实都是有JDK的Collections.synchronized***等工厂方法去创建实现的。其底层的机制无非就是用传统的synchronized关键字对每个共用方法都进行同步，使得每次只有一个线程访问容器的状态。这不符合今天互联网高并发的需求。 二 并发类容器jdk1.5之后，提供了多种并发类容器来替代同步类容器，从而改善性能。同步类容器都是串行化的，它们虽然实现了线程安全，但是严重降低了并发性，在多线程环境时，严重降低了性能。 并发类容器是专门针对并发设计的，使用ConcurrentHashMap来替代给予散列的传统的HashTable，而且在ConcurrentHashMap中，添加了一些常见复合操作的支持。以及使用CopyOnWriteArrayList替代Vector，并发的CopyOnWriteArraySet，以及并发的Queue，ConcurrentLinkedQueue和LinkedBlockingQueue，前者是高性能队列，后者是以阻塞形式的队列，具体实现Queue还有很多，例如ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue、PriorityBlockingQueue等。 2.1 ConcurrentMapConcurrentMap接口下两个重要实现类：ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap(支持并发排序功能，弥补ConcurrentHashMap) ConcurrentHashMap：内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的HashTable，他们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。把一个整体分成了16个段，也就是最高支持16个线程的并发修改操作。这也是在多线程场景时减小锁的粒度从而降低锁竞争的一种方案，并且代码中大多共享变量使用volatile关键字声明，目的是第一时间获取修改的内容，性能非常好。2.2 CopyOnWrite容器Copy-On-Write简称COW，是一种用于程序设计中的优化策略。 JDK中的COW容器有两种：CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet CopyOnWrite容器即写时复制的容器。通俗的理解是当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完后，再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读，而且不需要加锁，因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同容器。场景：读多写少 三 并发Queue并发==队列先进先出==，有两套实现：ConcurrentLinkedQueue接口高性能队列、BlockingQueue接口为代表的阻塞队列 3.1 ConcurrentLinkedQueue类ConcurrentLinkedQueue：是一个适用于高并发场景下的队列，通过无锁的方式，实现了高并发状态下的高性能，通常ConcurrentLinkedQueue性能好于BlockingQueue，它是一个基于链接节点的无界线程安全队列。该队列的元素遵循先进先出的原则，头是最先加入的，尾是最近加入的，该队列不允许null元素。 ConcurrentLinkedQueue队列的重要方法：1. add()和offer()：都是加入元素的方法2. poll()、take()和peek()：都是取头元素节点，区别在于前者会删除元素，后者不会3.1 BlockingQueue接口
1. ArrayBlockingQueue：基于数组实现的阻塞队列实现，在ArrayBlockingQueue内部，维护了一个定长数组，以便缓存队列中的数据对象，其内部==没实现读写分离==，也就意味着生产和消费不能完全同步并行，长度是需要定义的，可以指定先进先出或者后进后出，也叫==有界队列==，在很多场合非常适用2. LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，与ArrayBlockingQueue类似，其内部也维持着一个数据缓冲队列（该队列由一个链表构成），LinkedBlockingQueue之所以能够高效的处理并发数据，是因为其内部实现采用分离锁（==读写分离==两个锁），从而实现生产者和消费者并行，是一个==无界队列==3. SynchronousQueue：一种==没有缓冲==的队列，生产者生产的数据直接会被消费者获取并消费。不能添加，元素先take()取出阻塞，当有元素添加，后才取出```BlockingQueuesynchronousQueue = new SynchronousQueue<>();synchronousQueue.add("a");```
> 运行结果：
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Queue full at java.util.AbstractQueue.add(AbstractQueue.java:98) at com.zys.test.test.StringTest.main(StringTest.java:13)```public class SynQueue { public static void main(String[] args) { SynchronousQueue queue = new SynchronousQueue<>(); Thread t1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println("-----" + queue.take() + "\n"); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } },"t1"); t1.start(); Thread t2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { queue.add("aaaa");//先take()取出阻塞，当有元素添加，后才取出 queue.add("bbbb"); } },"t2"); t2.start(); }}``` > 运行结果：
-----aaaa Exception in thread "t2" java.lang.IllegalStateException: Queue full at java.util.AbstractQueue.add(AbstractQueue.java:98) at Queue.SynQueue$2.run(SynQueue.java:25) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)4. PriorityBlockingQueue：基于优先级的阻塞队列（优先级的判断通过构造函数传入的Compator对象来决定，也就是说传入队列的对象必须实现Comparable接口），在实现PriorityBlockingQueue时，内部控制线程同步的锁采用的公平锁，也是一个无界队列
public class Task implements Comparable{ private int id; private String name; public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public int compareTo(Task o) { return this.id > o.id ? 1 : (this.id < o.id ? -1 : 0); } @Override public String toString() { return this.id + "," + this.name; }}public class UsePriorityBlockingQueue { public static void main(String[] args) { PriorityBlockingQueue queue = new PriorityBlockingQueue<>(); Task t1 = new Task(); t1.setId(3); t1.setName("task1"); Task t2 = new Task(); t2.setId(6); t2.setName("task2"); Task t3 = new Task(); t3.setId(1); t3.setName("task3"); queue.add(t1); queue.add(t2); queue.add(t3); System.out.println(queue); try { System.out.println(queue.peek());//peek和element取出但不移除 System.out.println(queue.take());//take、poll和remove取出且移除 //优先级排序，并返回优先级最高的元素，并在队列中删除取出的元素 } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } System.out.println(queue); for (Iterator iter = queue.iterator() ; iter.hasNext();) { Task task = iter.next(); System.out.println(task.getName()); } }}
> 运行结果：
[1,task3, 6,task2, 3,task1] 1,task3 1,task3 [3,task1, 6,task2] task1 task2 特点：添加元素时不排序，在取值时根据优先级排序5. DelayQueue：带有延迟时间的Queue，其中的元素只有当其指定的==延迟时间==到了，才能够从队列中获取到该元素。DelayQueue中的元素必须实现Delayed接口，DelayQueue是一个没有大小限制的队列，应用场景很多，比如对缓存超时的数据进行移除、任务超时处理、空闲连接的关闭等等。
public class Wangmin implements Delayed{ private String id; private String name; private long endTime; private TimeUnit timeUnit = TimeUnit.SECONDS; //设定单位为秒 public Wangmin(String id, String name, long endTime) { super(); this.id = id; this.name = name; this.endTime = endTime; } public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public long getEndTime() { return endTime; } public void setEndTime(long endTime) { this.endTime = endTime; } /** * 上网时间相互比较，确定排序 */ @Override public int compareTo(Delayed o) { Wangmin min = (Wangmin)o; return this.getDelay(this.timeUnit) - min.getDelay(this.timeUnit) > 0 ? 1 : 0; } /** * 返回延迟时间 */ @Override public long getDelay(TimeUnit unit) { return this.endTime - System.currentTimeMillis(); } }public class WangBa implements Runnable{ private DelayQueue delayQueue = new DelayQueue (); public boolean yinye = true; public void shangji(String name, String id, int money) { Wangmin min = new Wangmin(id, name, money * 1000 + System.currentTimeMillis()); System.out.println("网民：" + min.getName() + "，身份证号码为：" + min.getId() + "，网费：" + money + "\t开始上网，上网结束时间为：" + min.getEndTime()); this.delayQueue.add(min); } public void xiaji(Wangmin min) { System.out.println("网民：" + min.getName() + "下机时间到：" + System.currentTimeMillis()); } @Override public void run() { while(yinye) { try { Wangmin min = delayQueue.take(); xiaji(min); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } public static void main(String[] args) { System.out.println("网吧开始营业..."); WangBa wangBa = new WangBa(); Thread shangwang = new Thread(wangBa); shangwang.start(); wangBa.shangji("路人甲", "111", 1); wangBa.shangji("路人乙", "222", 10); wangBa.shangji("路人丙", "333", 5); }} > 运行结果：
网吧开始营业... 网民：路人甲，身份证号码为：111，网费：1 开始上网，上网结束时间为：1532587709166 网民：路人乙，身份证号码为：222，网费：10 开始上网，上网结束时间为：1532587718167 网民：路人丙，身份证号码为：333，网费：5 开始上网，上网结束时间为：1532587713168 网民：路人甲下机时间到：1532587709166 网民：路人丙下机时间到：1532587713168 网民：路人乙下机时间到：1532587718167