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Java 并发集合的最佳实践:编写健壮、高性能的代码

时间:2024-04-03 09:38:57

使用正确的集合类型

ConcurrentHashMap: 用于高并发场景下的键值对存储。
CopyOnWriteArrayList: 用于读多写少的列表操作。
BlockingQueue: 用于线程间通信和任务队列管理。
同步访问

synchronized 块: 使用 synchronized 关键字同步代码块。
锁对象: 创建一个专用锁对象,并使用 synchronized(lock) 同步方法。
并发原子类: 使用 AtomicInteger、AtomicBoolean 等原子类进行原子更新操作。
并发修改控制

Copy-on-write 策略: 在写操作时创建集合的副本,避免并发修改异常。
乐观并发控制 (OCC): 使用版本号或时间戳检测并处理并发修改。
容量和扩容

设置初始容量: 为集合设置合理的初始容量以尽量减少扩容操作。
控制扩容因子: 调整集合的扩容因子以优化性能和内存使用。
使用无锁扩容算法: 使用 ConcurrentHashMap 等无锁扩容算法的集合以提高并发性能。
线程安全性

线程安全集合: 使用 Java 提供的线程安全集合,例如 ConcurrentHashMap。
自定义线程安全集合: 对于自定义集合,使用同步机制或无锁算法保证线程安全性。
防御性复制: 在将集合传递给其他线程之前创建副本以防止并发修改。
死锁预防

避免死锁环: 避免线程相互等待锁定的情况,例如使用通用的锁顺序。
使用超时: 为锁操作设置超时,以在死锁发生时自动释放锁。
性能优化

读写比例: 优化集合的读写比例以最大化性能。
局部变量: 在可能的情况下将集合存储在局部变量中以减少锁竞争。
使用并发工具: 利用 Java 并发工具,例如 Fork/Join 框架,以提高并行性。
异常处理

处理并发异常: 预期并处理并发相关异常,例如 ConcurrentModificationException。
使用自定义异常: 定义自定义异常以提供有意义的错误信息,便于调试。
监控和诊断

使用并发工具库: 利用 Java Monitor Virtual Machine (JMX) 或其他并发工具库监控并发性能。
日志记录: 记录并发事件,例如死锁和异常,以进行故障排除。
单元测试: 编写单元测试以验证并发行为并检测潜在问题。

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