并发集合（六）使用线程安全的NavigableMap

使用线程安全的NavigableMap

Java API 提供的有趣的数据结构，并且你可以在并发应用程序中使用，它就是ConcurrentNavigableMap接口的定义。实现ConcurrentNavigableMap接口的类存储以下两部分元素：

  • 唯一标识元素的key
  • 定义元素的剩余数据

每部分在不同的类中实现。

Java API 也提供了这个接口的实现类，这个类是ConcurrentSkipListMap，它实现了非阻塞列表且拥有ConcurrentNavigableMap的行为。在内部实现中，它使用Skip List来存储数据。Skip List是基于并行列表的数据结构，它允许我们获取类似二叉树的效率。使用它，你可以得到一个排序的数据结构，这比排序数列使用更短的访问时间来插入、搜索和删除元素。

注意：在1990年，由William Pugh引入Skip List。

当你往map中插入数据时，它使用key来排序它们，所以，所有元素将是有序的。除了返回具体的元素，这个类也提供了获取map的子map的方法。

在这个指南中，你将学习如何使用ConcurrentSkipListMap类来实现一个通讯录的map。

准备工作…

这个指南的例子使用Eclipse IDE实现。如果你使用Eclipse或其他IDE，如NetBeans，打开它并创建一个新的Java项目。

如何做…

按以下步骤来实现的这个例子:

1.创建一个Contact类。

1 public class Contact {

2.声明两个私有的、String类型的属性name和phone。

1 private String name;
2 private String phone;

3.实现这个类的构造器，并初始化它的属性。

1 public Contact(String name, String phone) {
2 this.name=name;
3 this.phone=phone;
4 }

4.实现返回name和phone属性值的方法。

1 public String getName() {
2 return name;
3 }
4 public String getPhone() {
5 return phone;
6 }

5.创建一个Task类，并指定它实现Runnable接口。

1 public class Task implements Runnable {

6.声明一个私有的、参数化为String类和Contact类的ConcurrentSkipListMap类型的属性map。

1 private ConcurrentSkipListMap<String, Contact> map;

7.声明一个私有的、String类型的属性id，用来存储当前任务的ID。

01 private String id;
02  
03 [/code[
04  
05 8.实现这个类的构造器，用来存储它的属性。
06  
07 1
08  
09 public Task (ConcurrentSkipListMap<String, Contact> map, String
10 id) {
11 this.id=id;
12 this.map=map;
13 }

9.实现run()方法。使用任务的ID和创建Contact对象的增长数，在map中存储1000个不同的通讯录。使用put()方法添加通讯录到map中。

1 @Override
2 public void run() {
3 for (int i=0; i<1000; i++) {
4 Contact contact=new Contact(id, String.valueOf(i+1000));
5 map.put(id+contact.getPhone(), contact);
6 }
7 }

10.通过创建Main类，并添加main()方法来实现这个例子的主类。

1 public class Main {
2 public static void main(String[] args) {

11.创建一个参数化为String类和Contact类的ConcurrentSkipListMap对象map。

1 ConcurrentSkipListMap<String, Contact> map;
2 map=new ConcurrentSkipListMap<>();

12.创建一个有25个Thread对象的数组，用来存储你将要执行的所有任务。

1 Thread threads[]=new Thread[25];
2 int counter=0;

13.创建和启动25个任务，对于每个任务指定一个大写字母作为ID。

1 for (char i='A'; i<'Z'; i++) {
2 Task task=new Task(map, String.valueOf(i));
3 threads[counter]=new Thread(task);
4 threads[counter].start();
5 counter++;
6 }

14.使用join()方法等待线程的结束。

1 for (int i=0; i<25; i++) {
2 try {
3 threads[i].join();
4 } catch (InterruptedException e) {
5 e.printStackTrace();
6 }
7 }

15.使用firstEntry()方法获取map的第一个实体，并将它的数据写入到控制台。

1 System.out.printf("Main: Size of the map: %d\n",map.size());
2 Map.Entry<String, Contact> element;
3 Contact contact;
4 element=map.firstEntry();
5 contact=element.getValue();
6 System.out.printf("Main: First Entry: %s: %s\n",contact.
7 getName(),contact.getPhone());

16.使用lastEntry()方法获取map的最后一个实体，并将它的数据写入到控制台。

1 element=map.lastEntry();
2 contact=element.getValue();
3 System.out.printf("Main: Last Entry: %s: %s\n",contact.
4 getName(),contact.getPhone());

17.使用subMap()方法获取map的子map，并将它们的数据写入到控制台。

01 System.out.printf("Main: Submap from A1996 to B1002: \n");
02 ConcurrentNavigableMap<String, Contact> submap=map.
03 subMap("A1996", "B1002");
04 do {
05 element=submap.pollFirstEntry();
06 if (element!=null) {
07 contact=element.getValue();
08 System.out.printf("%s: %s\n",contact.getName(),contact.
09 getPhone());
10 }
11 } while (element!=null);
12 }

它是如何工作的...

在这个指南中，我们已实现Task类来存储Contact对象到NavigableMap 中。每个通讯录都有一个名称（创建它的任务的ID的）和电话号码（1000到2000之间的数字）。我们已使用这些值的连续值作为通讯录的key。每个Task对象创建1000个通讯录，并使用put()方法将它们存储到NavigableMap中。

注意：如果你插入的key已存在，那么这个key的元素将被新的元素取代。

Main类的main()方法创建25个Task对象，并使用A-Z的字母作为IDs。然后，你已使用一些方法从map中获取数据。firstEntry()方法返回map第一个元素的Map.Entry对象，且不会删除这个元素。这个对象包含key和元素。你已调用getValue()方法来获取元素。你可以使用getKey()来获取元素的key。

lastEntry()方法返回map最后一个元素的Map.Entry对象，subMap()方法返回map的部分元素的ConcurrentNavigableMap对象。在这个例子中，元素拥有A1996到B1002之间的key。在这种情况下，你可以使用pollFirst()方法来处理subMap()方法返回的这些元素。这个方法将返回并删除submap中的第一个Map.Entry对象。

以下截图显示了程序执行的输出：

不止这些...

ConcurrentSkipListMap类有其他有趣的方法，这些方法如下：

  • headMap(K toKey)：K是参数化ConcurrentSkipListMap对象的Key值的类。返回此映射的部分视图，其键值小于 toKey。
  • tailMap(K fromKey)：K是参数化ConcurrentSkipListMap对象的Key值的类。返回此映射的部分视图，其键大于等于 fromKey。
  • putIfAbsent(K key, V Value)：如果key不存在map中，则这个方法插入指定的key和value。
  • pollLastEntry()：这个方法返回并删除map中最后一个元素的Map.Entry对象。
  • replace(K key, V Value)：如果这个key存在map中，则这个方法将指定key的value替换成新的value。

参见

  • 在第6章，并发集合中的使用非阻塞线程安全的数列指南
时间： 2024-09-13 14:17:26

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