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= 并发容器 =
'''并发容器'''是Java并发编程中提供的一组线程安全的集合类，用于在多线程环境下高效地共享和操作数据。与传统的同步容器（如{{Code|Collections.synchronizedList}}）相比，它们通过更细粒度的锁或无锁算法（如CAS）实现更高的性能。

== 核心并发容器分类 ==
Java的{{Code|java.util.concurrent}}包提供了以下主要并发容器：

=== 1. ConcurrentHashMap ===
* '''特点'''：线程安全的哈希表，分段锁（JDK7）或CAS+红黑树（JDK8+）实现。
* '''适用场景'''：高并发读写，如缓存系统。

<syntaxhighlight lang="java">
ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("key1", 1);
System.out.println(map.get("key1")); // 输出: 1
</syntaxhighlight>

=== 2. CopyOnWriteArrayList ===
* '''特点'''：写操作时复制新数组，读操作无锁。
* '''适用场景'''：读多写少，如事件监听器列表。

<syntaxhighlight lang="java">
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("item1");
System.out.println(list.get(0)); // 输出: item1
</syntaxhighlight>

=== 3. BlockingQueue系列 ===
{| class="wikitable"
|+ 阻塞队列对比
! 类型 !! 特点 !! 示例
|-
| ArrayBlockingQueue || 固定大小数组实现 || {{Code|new ArrayBlockingQueue<>(10)}}
|-
| LinkedBlockingQueue || 可选无界链表实现 || {{Code|new LinkedBlockingQueue<>()}}
|-
| PriorityBlockingQueue || 优先级排序的无界队列 || {{Code|new PriorityBlockingQueue<>()}}
|}

== 实现原理深度解析 ==
=== ConcurrentHashMap的演进 ===
<mermaid>
graph LR
    JDK7-->|分段锁|Segment[Segment数组]
    JDK8-->|CAS+synchronized|Node[桶节点锁]
</mermaid>

数学公式展示哈希冲突概率（泊松分布）：
<math>P(k) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^k}{k!}</math>

=== 性能对比测试 ===
{{Code|Collections.synchronizedMap}} vs {{Code|ConcurrentHashMap}}在4线程环境下的吞吐量：
* 读操作：ConcurrentHashMap快3-5倍
* 写操作：ConcurrentHashMap快2-3倍

== 实战案例：电商库存系统 ==
<syntaxhighlight lang="java">
// 使用ConcurrentHashMap实现库存管理
ConcurrentHashMap<String, AtomicInteger> inventory = new ConcurrentHashMap<>();
inventory.put("product1", new AtomicInteger(100));

// 安全扣减库存
int oldValue, newValue;
do {
    oldValue = inventory.get("product1").get();
    newValue = oldValue - 1;
} while (!inventory.get("product1").compareAndSet(oldValue, newValue));
</syntaxhighlight>

== 高级技巧与陷阱 ==
* '''误区1'''：认为{{Code|size()}}方法返回精确值（实际是近似值）
* '''技巧'''：使用{{Code|computeIfAbsent}}原子化复合操作
* '''内存一致性'''：happens-before规则保证可见性

== 总结 ==
{| class="wikitable"
|+ 并发容器选用指南
! 场景 !! 推荐容器
|-
| 高频读写键值对 || ConcurrentHashMap
|-
| 读多写少列表 || CopyOnWriteArrayList
|-
| 生产者-消费者模式 || BlockingQueue
|}

{{Warning|避免过度依赖并发容器的原子性，复合操作仍需显式同步。}}

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