java线程池和并发集合（二）

二、并发集合

在多线程环境下，Java提供了一系列线程安全的集合类，称为并发集合。并发集合可以保证在多线程环境下，对集合的操作是线程安全的，不会出现线程安全问题。Java中常见的并发集合包括：ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue、CopyOnWriteArrayList等。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是一种线程安全的HashMap实现，支持高并发的读写操作。ConcurrentHashMap内部采用分段锁的机制，每个段（Segment）维护着一个HashEntry数组，多个线程可以同时访问不同的段，从而提高了并发性能。示例代码如下：

arduinoCopy codeConcurrentMapString, String>
     map = new ConcurrentHashMap>
    ();
    
map.put("key1", "value1");
    
map.put("key2", "value2");
    
String value = map.get("key1");
    

ConcurrentLinkedQueue

ConcurrentLinkedQueue是一种线程安全的队列实现，基于链表实现。ConcurrentLinkedQueue内部采用CAS（Compare And Swap）算法实现并发安全，不需要使用锁。示例代码如下：

ConcurrentLinkedQueueString>
     queue = new ConcurrentLinkedQueue>
    ();
    
queue.offer("element1");
    
queue.offer("element2");
    
String element = queue.poll();
    

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArrayList是一种线程安全的List实现，基于数组实现。CopyOnWriteArrayList的写操作会创建一个新的数组，并将原数组的数据复制到新数组中，然后将新数组赋值给内部数组，从而保证写操作不会影响到其他线程的读操作。示例代码如下：

ListString>
     list = new CopyOnWriteArrayList>
    ();
    
list.add("element1");
    
list.add("element2");
    
String element = list.get(0);
    

三、示例

下面通过一个示例来演示如何使用线程池和并发集合。

假设有一个任务需要读取多个文件中的数据，并统计每个单词出现的次数，最终将结果输出到文件中。假设有100个文件需要处理，每个文件的大小为100MB。我们可以使用线程池和并发集合来实现这个任务。

首先，我们可以使用CachedThreadPool来创建一个可缓存的线程池，因为任务的大小是不确定的，线程池的大小需要根据实际情况动态调整。

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
    

然后，我们可以使用ConcurrentHashMap来存储每个单词出现的次数，因为ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap实现。

ConcurrentMapString, Integer>
     wordCount = new ConcurrentHashMap>
    ();

接着，我们可以创建一个任务类，用来读取文件中的数据并更新单词出现次数。任务类需要实现Runnable接口，示例代码如下：

class WordCountTask implements Runnable {
    
    private File file;
    
    private ConcurrentMapString, Integer>
     wordCount;
    

    public WordCountTask(File file, ConcurrentMapString, Integer>
 wordCount) {
    
        this.file = file;
    
        this.wordCount = wordCount;

    }


    @Override
    public void run() {

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
    
            String line;

            while ((line = reader.readLine()) != null) {
    
                String[] words = line.split(" ");

                for (String word : words) {
    
                    wordCount.compute(word, (k, v) ->
     v == null ? 1 : v + 1);

                }

            }

        }
 catch (IOException e) {
    
            e.printStackTrace();

        }

    }

}
    

最后，我们可以提交任务到线程池中，并等待所有任务执行完成。执行完所有任务后，我们可以将单词出现次数按照字典序排序，并输出到文件中。

File[] files = new File("path/to/files").listFiles();

for (File file : files) {
    
    executor.submit(new WordCountTask(file, wordCount));

}
    
executor.shutdown();
    
executor.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.NANOSECONDS);
    

ListMap.EntryString, Integer>
    >
     list = new ArrayList>
    (wordCount.entrySet());
    
list.sort(Map.Entry.comparingByKey());


try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new FileWriter("output.txt"))) {
    
    for (Map.EntryString, Integer>
 entry : list) {
    
        writer.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue());

    }

}
 catch (IOException e) {
    
    e.printStackTrace();

}
    

以上就是使用线程池和并发集合实现任务的示例代码。通过使用线程池和并发集合，我们可以提高任务的执行效率和并发性能，同时避免线程安全问题。

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