java中有很多l(xiāng)ist，但是原生支持并發(fā)的并不多，我們在多線程的環(huán)境中如果想同時操作同一個list的時候，就涉及到了一個并發(fā)的過程，這時候我們就需要選擇自帶有并發(fā)屬性的list，那么java中的并發(fā)list到底有哪些呢？今天要給大家介紹的是ArrayList、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedDeque這幾個。

各種list的優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)涉及到并發(fā)編程時，不同的 List 實(shí)現(xiàn)具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。下面是對 ArrayList、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedDeque 的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)比較的描述：

ArrayList:

優(yōu)點(diǎn)：

• 簡單易用：ArrayList 是 Java 中最基本的動態(tài)數(shù)組，易于理解和使用。
• 高效的隨機(jī)訪問：由于內(nèi)部基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)，因此具有良好的隨機(jī)訪問性能。

缺點(diǎn)：

• 非線程安全：ArrayList 不是線程安全的，當(dāng)多個線程同時修改它時會出現(xiàn)競態(tài)條件。
• 需要外部同步：為了使 ArrayList 在多線程環(huán)境下安全，需要額外的同步措施，如使用 Collections.synchronizedList。

CopyOnWriteArrayList:

優(yōu)點(diǎn)：

• 線程安全：CopyOnWriteArrayList 是線程安全的，多個線程可以同時讀取而不會出現(xiàn)問題。
• 適用于讀多寫少的情況：由于寫操作會復(fù)制整個數(shù)組，適用于讀多寫少的情況，例如日志記錄。

缺點(diǎn)：

• 寫操作開銷大：每次寫操作都會復(fù)制整個列表，因此寫操作的開銷較大，不適合高頻寫入操作。
• 數(shù)據(jù)不是實(shí)時的：由于寫操作的復(fù)制過程，讀操作可能會看到舊數(shù)據(jù)，因此不適用于需要實(shí)時數(shù)據(jù)的場景。

ConcurrentLinkedDeque:

優(yōu)點(diǎn)：

• 高并發(fā)：ConcurrentLinkedDeque 針對高并發(fā)讀寫進(jìn)行了優(yōu)化，適用于需要高并發(fā)處理的情況。
• 低延遲：添加和刪除操作的性能很好，不會導(dǎo)致鎖爭用。

缺點(diǎn)：

• 不支持隨機(jī)訪問：ConcurrentLinkedDeque 不支持隨機(jī)訪問元素，因?yàn)樗且粋€雙端隊(duì)列，只能從隊(duì)頭和隊(duì)尾進(jìn)行操作。
• 不適用于所有場景：不適合需要隨機(jī)訪問的場景，例如需要根據(jù)索引查找元素的情況。

總的來說，選擇哪種 List 實(shí)現(xiàn)取決于您的具體需求。如果您需要高度并發(fā)且讀寫操作相對平衡，ConcurrentLinkedDeque 可能是更好的選擇。如果您主要進(jìn)行讀操作且能夠容忍寫操作的開銷，CopyOnWriteArrayList 是一個不錯的選擇。如果您只在單線程環(huán)境下操作，ArrayList 可能是更簡單的選擇，但需要注意同步問題。

他們的實(shí)現(xiàn)原理

理解這些并發(fā) List 實(shí)現(xiàn)的原理對于正確使用它們非常重要。以下是這些 List 的實(shí)現(xiàn)原理：

ArrayList:

• 實(shí)現(xiàn)：ArrayList 基于動態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)。它內(nèi)部維護(hù)一個對象數(shù)組，可以根據(jù)需要進(jìn)行自動擴(kuò)展。
• 原理：ArrayList 支持隨機(jī)訪問，因?yàn)榭梢酝ㄟ^索引直接訪問元素。添加元素時，它會檢查容量是否足夠，如果不夠，會創(chuàng)建一個更大的數(shù)組并將元素復(fù)制到新數(shù)組中。這可能導(dǎo)致內(nèi)部數(shù)組的重新分配和復(fù)制，因此在多線程環(huán)境下需要額外的同步來確保線程安全。

CopyOnWriteArrayList:

• 實(shí)現(xiàn)：CopyOnWriteArrayList 也是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)的，但與普通的 ArrayList 不同，它在寫操作時不直接修改現(xiàn)有數(shù)組，而是創(chuàng)建一個新的副本。
• 原理：讀操作在不需要鎖的情況下并發(fā)執(zhí)行，因?yàn)樗鼈兪冀K訪問當(dāng)前的數(shù)組。寫操作會復(fù)制當(dāng)前數(shù)組的內(nèi)容到一個新數(shù)組上，然后執(zhí)行修改操作。這確保了讀操作不受寫操作的影響。雖然寫操作需要額外的內(nèi)存和復(fù)制，但讀操作非常高效，適用于讀多寫少的場景。

ConcurrentLinkedDeque:

• 實(shí)現(xiàn)：ConcurrentLinkedDeque 是一個雙端隊(duì)列，它使用節(jié)點(diǎn)來連接元素。每個節(jié)點(diǎn)都包含一個元素和指向前一個和后一個節(jié)點(diǎn)的引用。
• 原理：在多線程環(huán)境下，ConcurrentLinkedDeque 使用CAS（比較并交換）操作來實(shí)現(xiàn)并發(fā)。添加元素時，它會在隊(duì)頭或隊(duì)尾創(chuàng)建新的節(jié)點(diǎn)，然后通過CAS操作將新節(jié)點(diǎn)連接到隊(duì)列中。刪除元素時，會通過CAS來更改節(jié)點(diǎn)的引用，以確保線程安全。由于沒有全局鎖，ConcurrentLinkedDeque 允許高并發(fā)的添加和刪除操作，但不支持隨機(jī)訪問。

總之，這些并發(fā) List 的實(shí)現(xiàn)原理都是為了在多線程環(huán)境下提供高并發(fā)性能和線程安全。不同的實(shí)現(xiàn)方式適用于不同的使用場景。

使用舉例

在多線程Java應(yīng)用程序中，處理數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問是一個常見的挑戰(zhàn)。這里將介紹四種支持并發(fā)的容器：ArrayList、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedDeque的用法和代碼實(shí)現(xiàn)。

ArrayList

使用示例

以下是一個使用ArrayList的示例：

List<String> arrayList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
// 添加元素
arrayList.add("元素1");
arrayList.add("元素2");
// 迭代元素
for (String element : arrayList) {
    System.out.println(element);
}

CopyOnWriteArrayList

使用示例

下面是一個使用CopyOnWriteArrayList的示例：

CopyOnWriteArrayList<String> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();
// 添加元素
copyOnWriteArrayList.add("元素1");
copyOnWriteArrayList.add("元素2");
// 迭代元素
for (String element : copyOnWriteArrayList) {
    System.out.println(element);
}

ConcurrentLinkedDeque

使用示例

ConcurrentLinkedDeque的使用示例如下：

ConcurrentLinkedDeque<String> concurrentLinkedDeque = new ConcurrentLinkedDeque<>();
// 添加元素
concurrentLinkedDeque.offer("元素1");
concurrentLinkedDeque.offer("元素2");
// 獲取并移除元素
String element = concurrentLinkedDeque.poll();
System.out.println("取出元素：" + element);

選擇最適合您的容器

在實(shí)際應(yīng)用中，您應(yīng)該根據(jù)需求選擇最適合的容器。如果需要高并發(fā)的讀取操作，可以考慮使用CopyOnWriteArrayList。如果需要高并發(fā)的添加和移除元素操作，可以使用ConcurrentLinkedDeque。最終，根據(jù)項(xiàng)目要求和性能需求來選擇適當(dāng)?shù)娜萜鳌?/p>

總結(jié)

Java提供了多種支持并發(fā)的容器，如ArrayList、CopyOnWriteArrayList、ConcurrentLinkedDeque。了解它們的用法和性能特點(diǎn)對于編寫高效的多線程程序至關(guān)重要。選擇正確的容器可以顯著提高應(yīng)用程序的性能和可靠性。

到此這篇關(guān)于java中自帶有并發(fā)屬性的List總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java list內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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