并发容器集合

java.util包下提供了一些容器类，其中vector和HashTable是线程安全的容器类。但这些容器类实现同步的方式是通过对方法加锁(synchronized)来实现的。这样的话读写操作均需要锁操作，造成效率低下。

因此，Java5之后提供了一些并发容器来在多线程下代替同步容器，提高容器的并发访问性，同时定义了线程安全的复合操作。

并发容器类

并发Map

ConcurrentMap接口

ConcurrentMap接口继承了Map接口，并在Map接口上新定义了几个方法：

public interface ConcurrentMap<K, V> extends Map<K, V> {
    //插入元素
    V putIfAbsent(K var1, V var2);
    //移除元素
    boolean remove(Object var1, Object var2);
    //替换元素
    boolean replace(K var1, V var2, V var3);
    //替换元素
    V replace(K var1, V var2);
}

putIfAbsent：如果插入的key相同，则不替换原有的value值。

remove：这个remove方法增加了对value的判断，如果要删除的key-value不能与Map中的key-value对应上，则不会删除该元素。

replace(K var1, V var2, V var3)：增加了对value的判断，如果key-oldValue能与Map中原有的key-value对应上，才进行替换操作。

replace(K var1, V var2)：不会对Map中原有的key-value进行比较，如果存在key，则直接替换。

ConcurrentHashMap类

参考链接

ConcurrentHashMap类提供了一种粒度更细的加锁机制来实现多线程下的更高性能，这种机制叫做分段锁，分段锁在并发环境下会实现更高的吞吐量，而在单线程环境下只会损失非常小的性能。

ConcurrentHashMap会把数据分成一段段的来存储，然后给每一段数据分配一把锁，当一个线程占用锁访问一个段数据时，其他线程能够访问其他数据段。执行有些需要跨段的方法时，如size()、containsValue()等，可能需要锁定整个表而不仅仅是某个段，这需要按照顺序锁定所有段，操作完毕后，按顺序释放所有段的锁。

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap中扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构。一个Segment中包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素，每个Segment守护着一个HashEntry数组中的元素，当对HashEntry中的元素进行修改时，必须首先获得它的Segment锁。

具体的ConcurrentHashMap源码分析会另行学习。

ConcurrentNavigableMap接口与ConcurrentSkipListMap类

ConcurrentNavigableMap接口继承了NavigableMap接口，这个接口提供了针对给定搜索目标返回最接近匹配项的导航方法。

ConcurrentNavigableMap接口的主要实现类是ConcurrentSkipListMap类。这个类使用的底层数据结构是跳表(SkipList)的数据结构。

跳表是一种以空间换时间的数据结构，可以使用CAS操作保证并发安全性。详情参考下面链接：

什么是跳表

跳表（SkipList）及ConcurrentSkipListMap源码解析

并发Queue

JDK并没有提供线程安全的List类，因为对于List来说，实现一个通用并且没有并发瓶颈的线程安全List很难。

但JDK提供了队列和双端队列的线程安全类：ConcurrentLinkedDeque和ConcurrentLinkedQueue。这两个类是通过CAS来实现线程安全的。

并发Set

JDK提供了ConcurrentSkipListSet，是线程安全的有序集合。底层使用ConcurrentSkipMap实现。