Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet

2023年10月31日 235次阅读 来源: JUC

概要

本章对Java.util.concurrent包中的ConcurrentSkipListSet类进行详细的介绍。内容包括：
ConcurrentSkipListSet介绍
ConcurrentSkipListSet原理和数据结构
ConcurrentSkipListSet函数列表
ConcurrentSkipListSet源码(JDK1.7.0_40版本)
ConcurrentSkipListSet示例

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ConcurrentSkipListSet介绍

ConcurrentSkipListSet是线程安全的有序的集合，适用于高并发的场景。
ConcurrentSkipListSet和TreeSet，它们虽然都是有序的集合。但是，第一，它们的线程安全机制不同，TreeSet是非线程安全的，而ConcurrentSkipListSet是线程安全的。第二，ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的，而TreeSet是通过TreeMap实现的。

 

ConcurrentSkipListSet原理和数据结构

ConcurrentSkipListSet的数据结构，如下图所示：

《Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet》

说明：
(01) ConcurrentSkipListSet继承于AbstractSet。因此，它本质上是一个集合。
(02) ConcurrentSkipListSet实现了NavigableSet接口。因此，ConcurrentSkipListSet是一个有序的集合。
(03) ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的。它包含一个 ConcurrentNavigableMap对象m，而m对象实际上是ConcurrentNavigableMap的实现类 ConcurrentSkipListMap的实例。ConcurrentSkipListMap中的元素是key-value键值对；而 ConcurrentSkipListSet是集合，它只用到了ConcurrentSkipListMap中的key！

 

ConcurrentSkipListSet函数列表

《Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet》

// 构造一个新的空 set，该 set 按照元素的自然顺序对其进行排序。 ConcurrentSkipListSet() // 构造一个包含指定 collection 中元素的新 set，这个新 set 按照元素的自然顺序对其进行排序。 ConcurrentSkipListSet(Collection<? extends E> c) // 构造一个新的空 set，该 set 按照指定的比较器对其元素进行排序。 ConcurrentSkipListSet(Comparator<? super E> comparator) // 构造一个新 set，该 set 所包含的元素与指定的有序 set 包含的元素相同，使用的顺序也相同。 ConcurrentSkipListSet(SortedSet<E> s) // 如果此 set 中不包含指定元素，则添加指定元素。 boolean add(E e) // 返回此 set 中大于等于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。 E ceiling(E e) // 从此 set 中移除所有元素。 void clear() // 返回此 ConcurrentSkipListSet 实例的浅表副本。 ConcurrentSkipListSet<E> clone() // 返回对此 set 中的元素进行排序的比较器；如果此 set 使用其元素的自然顺序，则返回 null。 Comparator<? super E> comparator() // 如果此 set 包含指定的元素，则返回 true。 boolean contains(Object o) // 返回在此 set 的元素上以降序进行迭代的迭代器。 Iterator<E> descendingIterator() // 返回此 set 中所包含元素的逆序视图。 NavigableSet<E> descendingSet() // 比较指定对象与此 set 的相等性。 boolean equals(Object o) // 返回此 set 中当前第一个（最低）元素。 E first() // 返回此 set 中小于等于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。 E floor(E e) // 返回此 set 的部分视图，其元素严格小于 toElement。 NavigableSet<E> headSet(E toElement) // 返回此 set 的部分视图，其元素小于（或等于，如果 inclusive 为 true）toElement。 NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive) // 返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。 E higher(E e) // 如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。 boolean isEmpty() // 返回在此 set 的元素上以升序进行迭代的迭代器。 Iterator<E> iterator() // 返回此 set 中当前最后一个（最高）元素。 E last() // 返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。 E lower(E e) // 获取并移除第一个（最低）元素；如果此 set 为空，则返回 null。 E pollFirst() // 获取并移除最后一个（最高）元素；如果此 set 为空，则返回 null。 E pollLast() // 如果此 set 中存在指定的元素，则将其移除。 boolean remove(Object o) // 从此 set 中移除包含在指定 collection 中的所有元素。 boolean removeAll(Collection<?> c) // 返回此 set 中的元素数目。 int size() // 返回此 set 的部分视图，其元素范围从 fromElement 到 toElement。 NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive, E toElement, boolean toInclusive) // 返回此 set 的部分视图，其元素从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。 NavigableSet<E> subSet(E fromElement, E toElement) // 返回此 set 的部分视图，其元素大于等于 fromElement。 NavigableSet<E> tailSet(E fromElement) // 返回此 set 的部分视图，其元素大于（或等于，如果 inclusive 为 true）fromElement。 NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive)

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ConcurrentSkipListSet源码(JDK1.7.0_40版本)

ConcurrentSkipListSet.java的完整源码如下：

《Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet》
View Code

ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的，它的接口基本上都是通过调用ConcurrentSkipListMap接口来实现的。这里就不再对它的源码进行分析了。

 

ConcurrentSkipListSet示例

《Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet》

 1 import java.util.*;  2 import java.util.concurrent.*;  3  4 /*  5  * ConcurrentSkipListSet是“线程安全”的集合，而TreeSet是非线程安全的。  6  *  7  * 下面是“多个线程同时操作并且遍历集合set”的示例  8  * (01) 当set是ConcurrentSkipListSet对象时，程序能正常运行。  9  * (02) 当set是TreeSet对象时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。 10  * 11  * @author skywang 12 */ 13 public class ConcurrentSkipListSetDemo1 { 14 15 // TODO: set是TreeSet对象时，程序会出错。 16 //private static Set<String> set = new TreeSet<String>(); 17 private static Set<String> set = new ConcurrentSkipListSet<String>(); 18 public static void main(String[] args) { 19 20 // 同时启动两个线程对set进行操作！ 21 new MyThread("a").start(); 22 new MyThread("b").start(); 23  } 24 25 private static void printAll() { 26 String value = null; 27 Iterator iter = set.iterator(); 28 while(iter.hasNext()) { 29 value = (String)iter.next(); 30 System.out.print(value+", "); 31  } 32  System.out.println(); 33  } 34 35 private static class MyThread extends Thread { 36  MyThread(String name) { 37 super(name); 38  } 39  @Override 40 public void run() { 41 int i = 0; 42 while (i++ < 10) { 43 // “线程名” + "序号" 44 String val = Thread.currentThread().getName() + (i%6); 45  set.add(val); 46 // 通过“Iterator”遍历set。 47  printAll(); 48  } 49  } 50  } 51 }

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(某一次)运行结果：

《Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet》

a1, b1, 
a1, a1, a2, b1, 
b1, a1, a2, a3, b1,

a1, a2, a3, a1, a4, b1, b2, 
a2, a1, a2, a3, a4, a5, b1, b2, 
a3, a0, a4, a5, a1, b1, a2, b2, 
a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, 
a5, a0, b1, a1, b2, a2, b3, 
a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, b4, 
b1, a0, b2, a1, b3, a2, b4, 
a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, b4, b1, b5, 
b2, a0, a1, a2, a3, a4, a5, b3, b1, b4, b2, b5, 
b3, a0, b4, a1, b5, 
a2, a0, a3, a1, a4, a2, a5, a3, b0, a4, b1, a5, b2, b0, b3, b1, b4, b2, b5, b3, 
b4, a0, b5, 
a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 
a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 
a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, 
a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5,

《Java多线程系列--“JUC集合”06之 ConcurrentSkipListSet》

结果说明：
示 例程序中，启动两个线程(线程a和线程b)分别对ConcurrentSkipListSet进行操作。以线程a而言，它会先获取“线程名”+“序号”， 然后将该字符串添加到ConcurrentSkipListSet集合中；接着，遍历并输出集合中的全部元素。 线程b的操作和线程a一样，只不过线程b的名字和线程a的名字不同。
当set是ConcurrentSkipListSet对象时，程序能正常运行。如果将set改为TreeSet时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。

    原文作者：JUC
    原文地址: https://www.cnblogs.com/wzyxidian/p/5325632.html
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