概要

本章对Java.util.concurrent包中的ConcurrentSkipListSet类进行详细的介绍。内容包括：

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ConcurrentSkipListSet介绍

ConcurrentSkipListSet是线程安全的有序的集合，适用于高并发的场景。

ConcurrentSkipListSet和，它们虽然都是有序的集合。但是，第一，它们的线程安全机制不同，TreeSet是非线程安全的，而ConcurrentSkipListSet是线程安全的。第二，ConcurrentSkipListSet是通过实现的，而TreeSet是通过TreeMap实现的。

 

ConcurrentSkipListSet原理和数据结构

ConcurrentSkipListSet的数据结构，如下图所示：

说明：

(01) ConcurrentSkipListSet继承于AbstractSet。因此，它本质上是一个集合。

(02) ConcurrentSkipListSet实现了NavigableSet接口。因此，ConcurrentSkipListSet是一个有序的集合。

(03) ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的。它包含一个ConcurrentNavigableMap对象m，而m对象实际上是ConcurrentNavigableMap的实现类ConcurrentSkipListMap的实例。ConcurrentSkipListMap中的元素是key-value键值对；而ConcurrentSkipListSet是集合，它只用到了ConcurrentSkipListMap中的key！

 

ConcurrentSkipListSet函数列表

// 构造一个新的空 set，该 set 按照元素的自然顺序对其进行排序。ConcurrentSkipListSet()// 构造一个包含指定 collection 中元素的新 set，这个新 set 按照元素的自然顺序对其进行排序。ConcurrentSkipListSet(Collection
      c)// 构造一个新的空 set，该 set 按照指定的比较器对其元素进行排序。ConcurrentSkipListSet(Comparator
      comparator)// 构造一个新 set，该 set 所包含的元素与指定的有序 set 包含的元素相同，使用的顺序也相同。ConcurrentSkipListSet(SortedSet
     
       s)// 如果此 set 中不包含指定元素，则添加指定元素。boolean add(E e)// 返回此 set 中大于等于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。E ceiling(E e)// 从此 set 中移除所有元素。void clear()// 返回此 ConcurrentSkipListSet 实例的浅表副本。ConcurrentSkipListSet
      
        clone()// 返回对此 set 中的元素进行排序的比较器；如果此 set 使用其元素的自然顺序，则返回 null。Comparator
        comparator()// 如果此 set 包含指定的元素，则返回 true。boolean contains(Object o)// 返回在此 set 的元素上以降序进行迭代的迭代器。Iterator
       
         descendingIterator()// 返回此 set 中所包含元素的逆序视图。NavigableSet
        
          descendingSet()// 比较指定对象与此 set 的相等性。boolean equals(Object o)// 返回此 set 中当前第一个（最低）元素。E first()// 返回此 set 中小于等于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。E floor(E e)// 返回此 set 的部分视图，其元素严格小于 toElement。NavigableSet
         
           headSet(E toElement)// 返回此 set 的部分视图，其元素小于（或等于，如果 inclusive 为 true）toElement。NavigableSet
          
            headSet(E toElement, boolean inclusive)// 返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。E higher(E e)// 如果此 set 不包含任何元素，则返回 true。boolean isEmpty()// 返回在此 set 的元素上以升序进行迭代的迭代器。Iterator
           
             iterator()// 返回此 set 中当前最后一个（最高）元素。E last()// 返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。E lower(E e)// 获取并移除第一个（最低）元素；如果此 set 为空，则返回 null。E pollFirst()// 获取并移除最后一个（最高）元素；如果此 set 为空，则返回 null。E pollLast()// 如果此 set 中存在指定的元素，则将其移除。boolean remove(Object o)// 从此 set 中移除包含在指定 collection 中的所有元素。boolean removeAll(Collection
             c)// 返回此 set 中的元素数目。int size()// 返回此 set 的部分视图，其元素范围从 fromElement 到 toElement。NavigableSet
            
              subSet(E fromElement, boolean fromInclusive, E toElement, boolean toInclusive)// 返回此 set 的部分视图，其元素从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。NavigableSet
             
               subSet(E fromElement, E toElement)// 返回此 set 的部分视图，其元素大于等于 fromElement。NavigableSet
              
                tailSet(E fromElement)// 返回此 set 的部分视图，其元素大于（或等于，如果 inclusive 为 true）fromElement。NavigableSet
               
                 tailSet(E fromElement, boolean inclusive)
               
              
             
            
           
          
         
        
       
      
     

 

ConcurrentSkipListSet源码(JDK1.7.0_40版本)

ConcurrentSkipListSet.java的完整源码如下：

 

ConcurrentSkipListSet是通过ConcurrentSkipListMap实现的，它的接口基本上都是通过调用ConcurrentSkipListMap接口来实现的。这里就不再对它的源码进行分析了。

 

ConcurrentSkipListSet示例

1 import java.util.*; 2 import java.util.concurrent.*; 3  4 /* 5  *   ConcurrentSkipListSet是“线程安全”的集合，而TreeSet是非线程安全的。 6  * 7  *   下面是“多个线程同时操作并且遍历集合set”的示例 8  *   (01) 当set是ConcurrentSkipListSet对象时，程序能正常运行。 9  *   (02) 当set是TreeSet对象时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。10  *11  * @author skywang12  */13 public class ConcurrentSkipListSetDemo1 {14 15     // TODO: set是TreeSet对象时，程序会出错。16     //private static Set
     
       set = new TreeSet
      
       ();17     private static Set
       
         set = new ConcurrentSkipListSet
        
         ();18     public static void main(String[] args) {19     20         // 同时启动两个线程对set进行操作！21         new MyThread("a").start();22         new MyThread("b").start();23     }24 25     private static void printAll() {26         String value = null;27         Iterator iter = set.iterator();28         while(iter.hasNext()) {29             value = (String)iter.next();30             System.out.print(value+", ");31         }32         System.out.println();33     }34 35     private static class MyThread extends Thread {36         MyThread(String name) {37             super(name);38         }39         @Override40         public void run() {41                 int i = 0;42             while (i++ < 10) {43                 // “线程名” + "序号"44                 String val = Thread.currentThread().getName() + (i%6);45                 set.add(val);46                 // 通过“Iterator”遍历set。47                 printAll();48             }49         }50     }51 }
        
       
      
     

(某一次)运行结果：

a1, b1, a1, a1, a2, b1, b1, a1, a2, a3, b1,a1, a2, a3, a1, a4, b1, b2, a2, a1, a2, a3, a4, a5, b1, b2, a3, a0, a4, a5, a1, b1, a2, b2, a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, a0, b1, a1, b2, a2, b3, a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, b4, b1, a0, b2, a1, b3, a2, b4, a3, a0, a4, a1, a5, a2, b1, a3, b2, a4, b3, a5, b4, b1, b5, b2, a0, a1, a2, a3, a4, a5, b3, b1, b4, b2, b5, b3, a0, b4, a1, b5, a2, a0, a3, a1, a4, a2, a5, a3, b0, a4, b1, a5, b2, b0, b3, b1, b4, b2, b5, b3, b4, a0, b5, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5, a0, a1, a2, a3, a4, a5, b0, b1, b2, b3, b4, b5,

结果说明：

示例程序中，启动两个线程(线程a和线程b)分别对ConcurrentSkipListSet进行操作。以线程a而言，它会先获取“线程名”+“序号”，然后将该字符串添加到ConcurrentSkipListSet集合中；接着，遍历并输出集合中的全部元素。 线程b的操作和线程a一样，只不过线程b的名字和线程a的名字不同。

当set是ConcurrentSkipListSet对象时，程序能正常运行。如果将set改为TreeSet时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。