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Java多線程進階(二六)—— J.U.C之collections框架:ConcurrentSkip

levius / 2203人閱讀

摘要:我們來看下的類繼承圖可以看到,實現了接口,在多線程進階二五之框架中,我們提到過實現了接口,以提供和排序相關的功能,維持元素的有序性,所以就是一種為并發環境設計的有序工具類。唯一的區別是針對的僅僅是鍵值,針對鍵值對進行操作。

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一、ConcurrentSkipListSet簡介

ConcurrentSkipListSet,是JDK1.6時J.U.C新增的一個集合工具類,顧名思義,它是一種SET類型。

SET類型,在數學上稱為“集合”,具有互異性、無序性的特點,也就是說SET中的任意兩個元素均不相同(即不包含重復元素),且元素是無序的。

是不是感覺和HashMap有點類似?HashMap中的Key也是不能重復,且是無序的。

事實上,JDK提供的默認SET實現——HashSet,其實就是采用“組合”的方式——內部引用了一個HashMap對象,以此實現SET的功能。

我們來看下ConcurrentSkipListSet的類繼承圖:

可以看到,ConcurrentSkipListSet實現了NavigableSet接口,在Java多線程進階(二五)—— J.U.C之collections框架:ConcurrentSkipListMap中,我們提到過ConcurrentSkipListMap實現了NavigableMap接口,以提供和排序相關的功能,維持元素的有序性,所以ConcurrentSkipListSet就是一種為并發環境設計的有序SET工具類。

NavigableSet的功能和NavigableMap幾乎是完全一樣的,提供了根據指定Key返回最接近項、按升序/降序返回所有鍵的視圖等功能。唯一的區別是NavigableSet針對的僅僅是鍵值,NavigableMap針對鍵值對進行操作。
二、ConcurrentSkipListSet原理 內部結構

ConcurrentSkipListSet的實現非常簡單,其內部引用了一個ConcurrentSkipListMap對象,所有API方法均委托ConcurrentSkipListMap對象完成:

public class ConcurrentSkipListSet extends AbstractSet
    implements NavigableSet, Cloneable, java.io.Serializable {

    /**
     * The underlying map. Uses Boolean.TRUE as value for each
     * element.  This field is declared final for the sake of thread
     * safety, which entails some ugliness in clone().
     */
    private final ConcurrentNavigableMap m;

    public ConcurrentSkipListSet() {
        m = new ConcurrentSkipListMap();
    }

    public ConcurrentSkipListSet(Comparator comparator) {
        m = new ConcurrentSkipListMap(comparator);
    }

    public ConcurrentSkipListSet(Collection c) {
        m = new ConcurrentSkipListMap();
        addAll(c);
    }

    public ConcurrentSkipListSet(SortedSet s) {
        m = new ConcurrentSkipListMap(s.comparator());
        addAll(s);
    }

    ConcurrentSkipListSet(ConcurrentNavigableMap m) {
        this.m = m;
    }
    
    // ...
}

從上述代碼可以看出,ConcurrentSkipListSet在構造時創建了一個ConcurrentSkipListMap對象,并由字段m引用,所以其實ConcurrentSkipListSet就是一種跳表類型的數據結構,其平均增刪改查的時間復雜度均為O(logn)

核心方法

我們來看下ConcurrentSkipListSet是如何實現API方法的:

public int size() {
    return m.size();
}

public boolean isEmpty() {
    return m.isEmpty();
}

public boolean contains(Object o) {
    return m.containsKey(o);
}


public boolean add(E e) {
    return m.putIfAbsent(e, Boolean.TRUE) == null;
}

public boolean remove(Object o) {
    return m.remove(o, Boolean.TRUE);
}

public void clear() {
    m.clear();
}
?
//...

從上述代碼可以看出,所有操作均是委托ConcurrentSkipListMap對象完成的。重點看下add方法:

public boolean add(E e) {
    return m.putIfAbsent(e, Boolean.TRUE) == null;
}

我們知道ConcurrentSkipListMap對鍵值對的要求是均不能為null,所以ConcurrentSkipListSet在插入元素的時候,用一個Boolean.TRUE對象(相當于一個值為true的Boolean型對象)作為value,同時putIfAbsent可以保證不會存在相同的Key。

所以,最終跳表中的所有Node結點的Key均不會相同,且值都是Boolean.True

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