【IT168 技术】Concurrent Collections 是 Java™ 5 的巨大附加产品,但是在关于注释和泛型的争执中很多 Java 开发人员忽视了它们。此外(或者更老实地说),许多开发人员避免使用这个数据包,因为他们认为它一定很复杂,就像它所要解决的问题一样。
事实上,java.util.concurrent 包含许多类,能够有效解决普通的并发问题,无需复杂工序。阅读本文,了解 java.util.concurrent 类,比如 CopyOnWriteArrayList 和 BlockingQueue 如何帮助您解决多线程编程的棘手问题。
1. TimeUnit
尽管本质上 不是 Collections 类,但 java.util.concurrent.TimeUnit 枚举让代码更易读懂。使用 TimeUnit 将使用您的方法或 API 的开发人员从毫秒的 “暴政” 中解放出来。
TimeUnit 包括所有时间单位,从 MILLISECONDS 和 MICROSECONDS 到 DAYS 和 HOURS,这就意味着它能够处理一个开发人员所需的几乎所有的时间范围类型。同时,因为在列举上声明了转换方法,在时间加快时,将 HOURS 转换回 MILLISECONDS 甚至变得更容易。
2. CopyOnWriteArrayList
创建数组的全新副本是过于昂贵的操作,无论是从时间上,还是从内存开销上,因此在通常使用中很少考虑;开发人员往往求助于使用同步的 ArrayList。然而,这也是一个成本较高的选择,因为每当您跨集合内容进行迭代时,您就不得不同步所有操作,包括读和写,以此保证一致性。
这又让成本结构回到这样一个场景:需多读者都在读取 ArrayList,但是几乎没人会去修改它。
CopyOnWriteArrayList 是个巧妙的小宝贝,能解决这一问题。它的 Javadoc 将 CopyOnWriteArrayList 定义为一个 “ArrayList 的线程安全变体,在这个变体中所有易变操作(添加,设置等)可以通过复制全新的数组来实现”。
集合从内部将它的内容复制到一个没有修改的新数组,这样读者访问数组内容时就不会产生同步成本(因为他们从来不是在易变数据上操作)。
本质上讲,CopyOnWriteArrayList 很适合处理 ArrayList 经常让我们失败的这种场景:读取频繁,但很少有写操作的集合,例如 JavaBean 事件的 Listeners。
3. BlockingQueue
BlockingQueue 接口表示它是一个 Queue,意思是它的项以先入先出(FIFO)顺序存储。在特定顺序插入的项以相同的顺序检索 — 但是需要附加保证,从空队列检索一个项的任何尝试都会阻塞调用线程,直到这个项准备好被检索。同理,想要将一个项插入到满队列的尝试也会导致阻塞调用线程,直到队列的存储空间可用。
BlockingQueue 干净利落地解决了如何将一个线程收集的项“传递”给另一线程用于处理的问题,无需考虑同步问题。Java Tutorial 的 Guarded Blocks 试用版就是一个很好的例子。它构建一个单插槽绑定的缓存,当新的项可用,而且插槽也准备好接受新的项时,使用手动同步和 wait()/notifyAll() 在线程之间发信。(详见 Guarded Blocks 实现。)