Java線程安全的集合類別詳解

Java 提供了線程安全的集合類別來解決多線程並發資料存取導致的不一致問題，包括ConcurrentHashMap（線程安全哈希表）、ConcurrentLinkedQueue（線程安全鍊錶）、CopyOnWriteArrayList（線程安全列表）和ConcurrentSkipListSet（線程安全跳表）。這些集合類別透過提供原子性的操作和良好的並發性能，確保了資料的一致性，並且易於使用。

Java 執行緒安全的集合類別詳解

在多執行緒環境下，當多個執行緒同時存取和修改共享數據時，如果不採取必要的同步機制，可能導致資料不一致和程序出錯。 Java 提供了線程安全的集合類，以解決這個問題。

執行緒安全集合類別

• ConcurrentHashMap：一個執行緒安全的雜湊表，支援並發存取和寫入。
• ConcurrentLinkedQueue：一個執行緒安全的鍊錶，支援多執行緒並發新增和刪除操作。
• CopyOnWriteArrayList：一個線程安全的列表，每次修改都會建立一個該列表的副本。
• ConcurrentSkipListSet：一個執行緒安全的跳表，提供有序的元素存取。

實戰案例：並發購物籃

假設我們有一個線上購物網站，需要維護每個使用者的購物籃。為了避免多執行緒並發修改相同購物籃的數據，可以使用ConcurrentHashMap：

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentCart {

    private ConcurrentHashMap<String, Integer> items;

    public ConcurrentCart() {
        this.items = new ConcurrentHashMap<>();
    }

    public void addItem(String itemName, int quantity) {
        items.put(itemName, items.getOrDefault(itemName, 0) + quantity);
    }

    public void removeItem(String itemName) {
        items.remove(itemName);
    }

    // ... 其他方法
}

在這個ConcurrentCart 類別中，items 字典使用ConcurrentHashMap 來確保線程安全。當我們新增或刪除商品時，這些操作是原子性的，不會出現資料不一致的問題。

優點

• 資料一致性：避免了多執行緒並發存取導致的資料不一致。
• 效能：這些集合類別提供了良好的並發效能，即使在高並發場景下也能有效運作。
• 易於使用：只需使用執行緒安全集合類取代標準集合類，即可實現執行緒安全性。

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