0

0

Java里为什么要引入并发集合_Java集合进化说明

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-01-12 17:35:02

|

636人浏览过

|

来源于php中文网

原创

普通集合如ArrayList、HashMap非线程安全,多线程读写易致ConcurrentModificationException、数据丢失或结构损坏;Vector和Hashtable虽同步但粒度粗、性能差;并发集合如ConcurrentHashMap(分段锁/CAS+volatile)、CopyOnWriteArrayList等通过细粒度锁、无锁设计和原子操作解决并发问题。

java里为什么要引入并发集合_java集合进化说明

为什么普通集合在多线程下会出错

Java 的 ArrayListHashMapHashSet 等集合类默认不是线程安全的。当多个线程同时读写同一个实例时,可能触发 ConcurrentModificationException,或产生数据丢失、结构损坏(比如链表成环)、甚至无限循环(JDK 7 中 HashMap 扩容时的典型问题)。

根本原因在于:它们没对修改操作加锁,也没做可见性/原子性保障。比如 size++字节码层面是“读-改-写”三步,非原子;而迭代器遍历时依赖内部 modCount 校验,一旦被其他线程悄悄修改,就直接抛异常。

VectorHashtable 为什么不够用

早期 Java 提供了 VectorHashtable,它们的方法基本都加了 synchronized,但粒度太粗——整个方法锁住整个对象。这意味着即使两个线程操作的是不同索引的元素,也会互相阻塞。

实际场景中,这导致严重性能瓶颈。比如一个高并发计数场景,100 个线程往 Vector 尾部添加元素,结果变成串行排队;而更合理的做法是只锁扩容逻辑或分段控制。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  • Vectoradd()get() 都同步,但读多写少时读操作也被拖慢
  • Hashtable 不允许 null 键/值,与现代开发习惯脱节
  • 两者都没提供批量操作的原子性支持(如“不存在才 put”这种常见需求)

并发集合是怎么解决这些问题的

从 JDK 5 开始,java.util.concurrent 包引入了真正为并发设计的集合,核心思路是:分离读写、缩小锁粒度、用 CAS 替代锁、提供原子复合操作。

Cardify卡片工坊
Cardify卡片工坊

使用Markdown一键生成精美的小红书知识卡片

下载

ConcurrentHashMap 为例:

  • JDK 7 使用分段锁(Segment 数组),默认 16 段,不同段之间可并行写入
  • JDK 8 彻底重构:取消分段,改用 Node 数组 + 链表/红黑树,写操作只锁具体桶(synchronized 锁单个 Node),读操作完全无锁(靠 volatileUnsafe
  • 提供 computeIfAbsent()merge() 等原子方法,避免“先查后put”的竞态

类似地,CopyOnWriteArrayList 适合读远多于写的场景(如监听器列表),写操作复制整个数组,读不加锁;ConcurrentLinkedQueue 基于无锁队列(CAS+volatile),适用于高吞吐生产消费。

选错并发集合会带来什么代价

不是所有并发集合都适合所有场景。盲目替换可能引发隐性问题:

  • CopyOnWriteArrayList 存储高频更新的数据(如实时指标),会导致频繁数组复制和 GC 压力飙升
  • 在需要强一致性的地方误用 ConcurrentHashMap(它不保证迭代过程看到最新写入,也不支持全局加锁),可能读到过期状态
  • ConcurrentSkipListMap 虽然支持排序和并发,但比 ConcurrentHashMap 慢不少,除非真需要 firstKey() 或范围查询

最常被忽略的一点:ConcurrentHashMapsize() 方法在高并发下返回的是近似值(JDK 8 后),因为它不加锁统计;如果业务逻辑依赖精确大小(比如“满 100 条触发上报”),必须自己用原子计数器配合维护。

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

831

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

737

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

733

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

397

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

398

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

446

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

430

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16925

2023.08.03

Java 项目构建与依赖管理(Maven / Gradle)
Java 项目构建与依赖管理(Maven / Gradle)

本专题系统讲解 Java 项目构建与依赖管理的完整体系,重点覆盖 Maven 与 Gradle 的核心概念、项目生命周期、依赖冲突解决、多模块项目管理、构建加速与版本发布规范。通过真实项目结构示例,帮助学习者掌握 从零搭建、维护到发布 Java 工程的标准化流程,提升在实际团队开发中的工程能力与协作效率。

10

2026.01.12

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.4万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 6.5万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 45.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号