Java理论与实践：并发集合类——ConcurrentHashMap与CopyOnWriteArrayList

"这篇java.util.concurrent系列文章(1)探讨了Java并发编程中重要的集合类，特别是ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList。文章指出，这些集合类提供了线程安全性和性能上的提升，对于多线程环境下的应用尤其有用。作者Brian Goetz详细解释了为什么在某些情况下，使用ConcurrentHashMap代替Hashtable或synchronizedMap可以带来更好的并发性能。" 在Java并发编程中，`java.util.concurrent`包是一个核心组件，它提供了各种工具和数据结构，旨在支持高效的多线程和并发操作。此系列文章的第一部分着重介绍了两个关键的并发集合类：`ConcurrentHashMap`和`CopyOnWriteArrayList`。 1. **有条件的线程安全性**： 线程安全意味着在一个多线程环境中，对象的状态在被多个线程访问时仍然保持一致。传统的线程安全实现，如`Hashtable`，采用了全局锁，即所有操作都是同步的，导致在高并发下性能下降。`ConcurrentHashMap`和`CopyOnWriteArrayList`则采用了一种更加精细的同步策略，仅在必要的时候进行锁定，提高了可伸缩性。 2. **可伸缩性问题**： `Hashtable`的全同步方法限制了其在高并发环境下的性能，因为每次操作都需要获取全局锁，可能导致线程阻塞和资源争抢。相比之下，`ConcurrentHashMap`通过分区和分段锁技术实现了更高的并发度，允许不同部分的数据同时被多个线程修改，从而提升了性能。 3. **ConcurrentHashMap**： `ConcurrentHashMap`是一个线程安全且高效的地图实现，它通过分段锁机制来提高并发性。不同于`Hashtable`或`Collections.synchronizedMap`创建的同步包装器，`ConcurrentHashMap`能够在不降低单线程性能的同时，支持多个线程并发写入，减少了锁的粒度，降低了锁冲突的可能性。 4. **CopyOnWriteArrayList**： 这是一个线程安全的列表实现，适用于迭代比修改更重要的场景。当添加或删除元素时，`CopyOnWriteArrayList`不会直接修改原始列表，而是创建一个新的副本并在新副本上进行操作，然后将引用指向新列表。这种策略确保了迭代过程不会被修改操作打断，但请注意，如果频繁修改列表，这种方式可能会造成不必要的内存开销。 5. **结束语与参考资料**： 文章鼓励开发者根据具体的应用场景选择合适的并发集合类，理解它们的内部机制可以帮助优化并发代码。作者提供了进一步的参考资料，帮助读者深入学习Java并发编程。 6. **关于作者**： Brian Goetz是Quiotix Corp的首席顾问，他在Java并发领域有着丰富的经验和深厚的造诣。 7. **相关链接**： 提供了更多关于Java技术文档和并发集合类的深入学习资源，包括Java技术文档库和developerWorks中国的Java理论与实践板块。 `java.util.concurrent`包中的并发集合类为Java程序员提供了强大的工具，用于构建高效、线程安全的并发应用程序。了解并掌握这些类的特性和使用方式，是提高多线程代码性能的关键。