Какие потокобезопасные коллекции ты знаешь в Java?

В Java Collections Framework существуют потокобезопасные коллекции, реализованные двумя основными способами:

1. Синхронизированные оболочки (Synchronized Wrappers):

   • Оборачивают обычные, непотокобезопасные коллекции (например, ArrayList, HashMap, HashSet).
   • Все методы коллекции синхронизированы.
   • Пример получения синхронизированных коллекций:

     // Получение синхронизированного списка
     List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
     
     // Получение синхронизированного множества
     Set<String> synchronizedSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
     
     // Получение синхронизированной карты
     Map<String, String> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
     

   • Недостаток: Низкая производительность при высоком уровне параллелизма, так как блокировка происходит на всей коллекции.

2. Коллекции из пакета java.util.concurrent:

   • Разработаны специально для работы в многопоточной среде.
   • Достигают потокобезопасности различными механизмами (например, мелкозернистая блокировка, CAS-операции).
   • Обеспечивают лучшую производительность при параллельных операциях по сравнению с синхронизированными оболочками.
   • Основные примеры:
     • ConcurrentHashMap: Потокобезопасная реализация Map, обеспечивающая высокую пропускную способность для операций чтения и записи.
     • CopyOnWriteArrayList: Список, при модификации создающий новую копию underlying-массива. Хорошо подходит для коллекций с частыми операциями чтения и редкими операциями записи.
     • CopyOnWriteArraySet: Аналогично CopyOnWriteArrayList, но для множеств.
     • ConcurrentLinkedQueue: Потокобезопасная, lock-free реализация Queue.
     • ConcurrentLinkedDeque: Потокобезопасная, lock-free реализация Deque.
     • ConcurrentSkipListMap: Потокобезопасная, scalable реализация SortedMap.
     • ConcurrentSkipListSet: Потокобезопасная scalable реализация SortedSet.
     • Блокирующие очереди (BlockingQueue, BlockingDeque) - например, ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue, PriorityBlockingQueue, DelayQueue, SynchronousQueue, LinkedTransferQueue. Используются для координации потоков-производителей и потоков-потребителей.

Выбор между синхронизированными оболочками и коллекциями из java.util.concurrent зависит от конкретных требований к производительности и характера использования в многопоточной среде (частота операций чтения/записи, уровень параллелизма). В большинстве современных многопоточных приложений предпочтительнее использовать коллекции из java.util.concurrent.