同步----线程安全的集合

除了阻塞队列(BlockingQueue)，java.util.concurrent提供了映射、有序集和队列的高效实现：ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet和ConcurrentLinkedQueue。这些集合使用复杂的算法，通过允许并发地访问数据结构的不同部分来使竞争极小化。
与大多数集合不同，size方法不必在常量时间内操作。确定这样的集合当前的大小通常需要遍历。

1.对并发散列映射的批操作

Java SE 8为并发散列映射提供了批操作，即使有其他线程在处理映射，这些操作也能安全地执行。
有3种不同的操作：

搜索
归约
forEach
每个操作都有4个版本：
operationKeys：处理键
operationValues：处理值
operation：处理键和值
operationEntries：处理Map.Entry对象
以search方法为例，有以下版本：

U searchKeys(long threshold, BiFunction<? super K, ? extends U> f)
U searchValues(long threshold, BiFunction<? super K, ? extends U> f)
U search(long threshold, BiFunction<? super K, ? extends U> f)
U searchEntries(long threshold, BiFunction<<Map.Entry<K, V>>, ? extends U> f)

2.并发集视图

假如想要的是一个大线程安全的集而不是映射，并没有一个ConcurrentHashSet类。静态newKeySet方法会生成一个Set<K>，这实际上是ConcurrentHashMap<K, Boolean>的一个包装器。(所有的映射值都为Boolean.TRUE，不过因为只是要把它用作一个集，所以并不关心具体的值。)

Set<String> words = ConcurrentHashMap.<String>newKeySet();

如果原来有一个映射，keySet方法可以生成这个映射的键集。这个集是可变的，如果删除这个集的元素，这个键(以及相应的值)会从映射中删除。不过，不能向键集增加元素，因为没有相应的值可以增加。
Java SE 8为ConcurrentHashMap增加了第二个keySet方法，包含一个默认值，可以在为集增加元素时使用：

Set<String> words = map.keySet(1L);
words.add("Java");
//如果"Java"在words中不存在，现在它会有一个值1。

3.写数组的拷贝

CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet是线程安全的集合，其中所有的修改线程对底层数组进行复制。如果在集合上进行迭代的线程数超过修改线程数，这样的安排是很有用的。
当构建一个迭代器的时候，它包含一个对当前数组的引用。如果数组后来被修改了，迭代器仍然引用旧数组，但是，集合的数组已经被替换了。因而，旧的迭代器拥有一致的(可能过时的)视图，访问它无须任何同步开销。

4.并行数组算法

在Java SE 8中，Arrays类提供了大量并行化操作。静态Arrays.parallelSort方法可以对一个基本类型值或对象的数组排序。
parallelSetAll方法会用由一个函数计算得到的值填充一个数组。这个函数接收元素索引，然后计算相应位置上的值。
最后还有一个parallelPrefix方法，它会用对应一个给定结合操作的前缀累加结果替换各个数组元素。如果有足够多的处理器，这会远远胜过直接的线性计算。

5.同步包装器

从Java的初始版本开始，Vector和Hashtable类就提供了线程安全的动态数组和散列表的实现。现在这些类被弃用了，取而代之的是ArrayList和HashMap类。这些不是线程安全的，而集合库中提供了不同的机制。任何集合类都可以通过使用同步包装器(synchronization wrapper)变成线程安全的：

List<E> synchArrayList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<E> ());
Map<K, V> synchHashMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<K, V> ());
//集合的方法使用锁加以保护，提供了线程安全访问。

应该确保没有任何线程通过原始的非同步方法访问数据结构。最便利的方法是确保不保存任何指向原始对象的引用，简单地构造一个集合并立即传递给包装器。
如果在另一个线程可能进行修改时要对集合进行迭代，仍然需要使用“客户端”锁定：

synchronized(synchHashMap) {
    Iterator<K> iter = synchHashMap.keySet().iterator();
    while (iter.hasNext())...；
}

最好使用java.util.concurrent包中定义的集合，不使用同步包装器中。有一个例外是经常被修改的数组列表。在那种情况下，同步的ArryaList可以胜过CopyOnWriteArrayList。