Java Concurrent HashSet 等價於 ConcurrentHashMap

一、概述

在本教程中，我們將看到什麼是創建線程安全的HashSet情況下，相對HashSet什麼是等效的ConcurrentHashMap 。此外，我們將研究每種方法的優缺點。

2. 使用ConcurrentHashMap工廠方法的線程安全HashSet

首先，我們將查看公開靜態newKeySet()方法ConcurrentHashMap基本上，此方法返回一個尊重java.util.Set接口的實例，並允許使用標準方法，如add(), contains(),等。

這可以簡單地創建為：

Set<Integer> threadSafeUniqueNumbers = ConcurrentHashMap.newKeySet();
 threadSafeUniqueNumbers.add(23);
 threadSafeUniqueNumbers.add(45);

此外，返回的Set的性能類似於HashSet ，因為兩者都是使用基於哈希的算法實現的。此外，同步邏輯帶來的額外開銷也很小，因為實現使用了ConcurrentHashMap 。

最後，缺點是該方法僅從 Java 8 開始存在。

3. 使用ConcurrentHashMap實例方法的線程安全HashSet

至此，我們已經了解了ConcurrentHashMap.接下來，我們將處理可用於ConcurrentHashMap的實例方法來創建線程安全的Set實例。有兩種方法可用， newKeySet()和newKeySet(defaultValue) ，它們彼此略有不同。

這兩種方法都創建了一個與原始地圖鏈接Set 。換句話說，每次我們向原始ConcurrentHashMap, Set都會接收該值。此外，讓我們看看這兩種方法之間的區別。

3.1 newKeySet()方法

如上所述， newKeySet()公開了一個包含原始映射的所有鍵的Set newKeySet(defaultValue)的主要區別在於當前方法不支持向Set添加新元素。因此，如果我們嘗試調用add()或addAll(),我們將得到UnsupportedOperationException .

儘管remove(object)或clear()類的操作按預期工作，但我們需要注意Set上的任何更改都將反映在原始映射中：

ConcurrentHashMap<Integer,String> numbersMap = new ConcurrentHashMap<>();
 Set<Integer> numbersSet = numbersMap.keySet();

 numbersMap.put(1, "One");
 numbersMap.put(2, "Two");
 numbersMap.put(3, "Three");

 System.out.println("Map before remove: "+ numbersMap);
 System.out.println("Set before remove: "+ numbersSet);

 numbersSet.remove(2);

 System.out.println("Set after remove: "+ numbersSet);
 System.out.println("Map after remove: "+ numbersMap);

接下來是上面代碼的輸出：

Map before remove: {1=One, 2=Two, 3=Three}
 Set before remove: [1, 2, 3]

 Set after remove: [1, 3]
 Map after remove: {1=One, 3=Three}

3.2. newKeySet(defaultValue)方法

讓我們看看另一種使用地圖中的鍵Set與上面提到的相比， newKeySet(defaultValue)返回一個Set實例，該實例支持通過調用 set 上的add()或addAll()

進一步查看作為參數傳遞的默認值，這被用作地圖中添加的每個新條目的值add()或addAll()方法。以下示例顯示了它是如何工作的：

ConcurrentHashMap<Integer,String> numbersMap = new ConcurrentHashMap<>();
 Set<Integer> numbersSet = numbersMap.keySet("SET-ENTRY");

 numbersMap.put(1, "One");
 numbersMap.put(2, "Two");
 numbersMap.put(3, "Three");

 System.out.println("Map before add: "+ numbersMap);
 System.out.println("Set before add: "+ numbersSet);

 numbersSet.addAll(asList(4,5));

 System.out.println("Map after add: "+ numbersMap);
 System.out.println("Set after add: "+ numbersSet);

下面是上面代碼的輸出：

Map before add: {1=One, 2=Two, 3=Three}
 Set before add: [1, 2, 3]
 Map after add: {1=One, 2=Two, 3=Three, 4=SET-ENTRY, 5=SET-ENTRY}
 Set after add: [1, 2, 3, 4, 5]

4. 使用Collections實用程序類的線程安全HashSet

讓我們使用java.util.Collections可用synchronizedSet()方法來創建一個線程安全的HashSet實例：

Set<Integer> syncNumbers = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
 syncNumbers.add(1);

在使用這種方法之前，我們需要意識到它的效率不如上面討論的那些。與實現低級並發機制的ConcurrentHashMap相比， synchronizedSet()基本上只是將Set實例包裝到同步裝飾器中。

5. 使用CopyOnWriteArraySet線程安全Set

Set實現的最後一種方法CopyOnWriteArraySet 。創建這個Set的實例很簡單：

Set<Integer> copyOnArraySet = new CopyOnWriteArraySet<>();
 copyOnArraySet.add(1);

儘管使用這個類看起來很有吸引力，但我們需要考慮一些嚴重的性能缺陷。在幕後， CopyOnWriteArraySet使用Array,而不是HashMap,來存儲數據。這意味著像contains()或remove()這樣的操作有 O(n) 的複雜度，而當使用由ConcurrentHashMap,支持的 Set 時，複雜度是 O(1)。

Set大小通常保持較小且只讀操作佔多數時使用此實現。

6 結論

在本文中，我們看到了創建線程安全Set實例的不同可能性，並強調了它們之間的區別。首先我們看到了ConcurrentHashMap.newKeySet()靜態方法。 HashSet時，這應該是首選。之後我們查看了ConcurrentHashMap靜態方法和用於ConcurrentHashMap實例的newKeySet(), newKeySet(defaultValue)

最後我們還討論了Collections. synchronizedSet()和CopyOnWriteArraySet 並且存在性能缺陷。