11 · 并发容器全家桶

一句话定位：除了 ConcurrentHashMap，JUC 还提供了一整套线程安全容器，各有适用场景。

1. 为什么不用 Collections.synchronizedXxx

List<String>list=Collections.synchronizedList(newArrayList<>());

• 本质是给每个方法加synchronized，整个容器一把锁，并发度=1。
• 复合操作仍不安全（遍历时要手动加锁）。
• 性能差，JUC 容器是更好的选择。

2. CopyOnWriteArrayList：写时复制

核心思想：读不加锁，写的时候复制一份新数组改，改完替换引用。

CopyOnWriteArrayList<String>list=newCopyOnWriteArrayList<>();// add 源码精髓publicbooleanadd(Ee){synchronized(lock){// 写加锁Object[]old=getArray();Object[]newArr=Arrays.copyOf(old,old.length+1);// 复制新数组newArr[old.length]=e;setArray(newArr);// volatile 替换引用returntrue;}}publicEget(intindex){return(E)getArray()[index];// 读完全不加锁！}

适用：读多写极少、数据量不大。典型：监听器列表、配置白名单、路由表。
不适用：频繁写、大数据量（每次写都复制，OOM 风险）。

3. CopyOnWriteArraySet

基于 CopyOnWriteArrayList 实现的 Set，特性相同，适合读多写少的集合去重场景。

4. ConcurrentLinkedQueue：无锁队列

基于CAS的无界非阻塞队列（不是阻塞队列）：

ConcurrentLinkedQueue<Task>queue=newConcurrentLinkedQueue<>();queue.offer(task);// 入队（CAS，不阻塞）Taskt=queue.poll();// 出队，空返回 null（不阻塞）

• 高并发下性能好（无锁 CAS）。
• 空时poll返回 null，不阻塞（和 BlockingQueue 的 take 不同）。
• size()要遍历，是 O(n)，别频繁调用。

适用：高并发、不需要阻塞等待的队列场景。需要阻塞用 BlockingQueue（见 12 篇）。

5. ConcurrentSkipListMap / Set：并发有序容器

跳表（SkipList）实现的并发有序Map/Set，相当于并发版的 TreeMap。

ConcurrentSkipListMap<Integer,String>map=newConcurrentSkipListMap<>();map.put(3,"c");map.put(1,"a");map.put(2,"b");// 自动按 key 排序，支持范围查询map.firstKey();// 1map.headMap(2);// 小于 2 的部分map.ceilingKey(2);// >= 2 的最小 key

跳表结构（多层索引链表，查询 O(log n)）： L2: 1 ────────────→ 9 L1: 1 ──→ 4 ──────→ 9 L0: 1 → 3 → 4 → 6 → 9 (底层完整链表)

适用：需要并发 + 有序 + 范围查询。比如排行榜、按时间排序的事件表。

6. 容器选型速查

7. 踩坑与最佳实践

• ⚠️ CopyOnWrite 系列写代价大，只用于读多写极少、数据量小的场景，否则 OOM。
• ⚠️ CopyOnWrite 读的是快照，弱一致（刚写的可能读不到），别用于强一致场景。
• ⚠️ConcurrentLinkedQueue.size()是 O(n)，判空用isEmpty()不要用size()==0。
• ✅ 需要并发 Set 用ConcurrentHashMap.newKeySet()，比 CopyOnWriteArraySet 更通用。
• ✅ 别用Collections.synchronizedXxx，JUC 容器性能更好。
• 💡 遍历 CopyOnWriteArrayList 时其他线程的修改不影响当前遍历（基于快照），不会抛并发修改异常。

8. 本篇小结

• CopyOnWriteArrayList：写时复制，读无锁，适合读多写极少。
• ConcurrentLinkedQueue：CAS 无锁队列，不阻塞。
• ConcurrentSkipListMap：跳表实现的并发有序 Map。
• 按“是否有序、是否阻塞、读写比例”选择合适容器。