ConcrrentSkipListMap介紹和原理分析

一、前言：

JDK為我們提供了很多Map接口的實現，使得我們可以方便地處理Key-Value的數據結構。

當我們希望快速存取<Key, Value>鍵值對時我們可以使用HashMap。

當我們希望在多線程並發存取<Key, Value>鍵值對時，我們會選擇ConcurrentHashMap。

TreeMap則會幫助我們保證數據是按照Key的自然順序或者compareTo方法指定的排序規則進行排序。

OK，那么當我們需要多線程並發存取<Key, Value>數據並且希望保證數據有序時，我們需要怎么做呢？

。。。。。。

也許，我們可以選擇ConcurrentTreeMap。不好意思，JDK沒有提供這么好的數據結構給我們。

當然，我們可以自己添加lock來實現ConcurrentTreeMap，但是隨着並發量的提升，lock帶來的性能開銷也隨之增大。

Don't cry......，JDK6里面引入的ConcurrentSkipListMap也許可以滿足我們的需求。

JDK Documentation對ConcurrentSkipListMap的介紹

通過上面的介紹我們可以對ConcurrentSkipListMap中基本操作的時間復雜度有個基本的了解：

Operation	Time Complexity
Insertion	O(log N)
Removal	O(log N)
Check if contains	O(log N)
Enumerate in order	O(N)

 

 

 

 

 

二、ConcurrentSkipListMap實例：

 

import java.util.Iterator;
import java.util.NavigableSet;
import java.util.concurrent.ConcurrentNavigableMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;

public class ConcurrentSkipListMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentNavigableMap<String, String> concurrentSkipListMap = new ConcurrentSkipListMap<String, String>();
        concurrentSkipListMap.put("3", "Wednesday");
        concurrentSkipListMap.put("2", "Tuesday");
        concurrentSkipListMap.put("1", "Monday");
        concurrentSkipListMap.put("5", "Friday");
        concurrentSkipListMap.put("4", "Thursday");
        
        NavigableSet<String> navigableSet = concurrentSkipListMap.descendingKeySet();
        System.out.println("descendingKeySet: ");
        Iterator<String> itr = navigableSet.iterator();
        while (itr.hasNext()) {
            String s = itr.next();
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("ceilingEntry-2: " + concurrentSkipListMap.ceilingEntry("2"));
        System.out.println("firstEntry: " + concurrentSkipListMap.firstEntry());
        System.out.println("lastEntry: " + concurrentSkipListMap.lastEntry());
        System.out.println("pollFirstEntry: " + concurrentSkipListMap.pollFirstEntry());
        System.out.println("now firstEntry: " + concurrentSkipListMap.firstEntry());
        System.out.println("pollLastEntry: " + concurrentSkipListMap.pollLastEntry());
        System.out.println("now lastEntry: " + concurrentSkipListMap.lastEntry());
        System.out.println("Entry-2: " + concurrentSkipListMap.get("2"));
    }

}

 

三、ConcurrentSkipListMap性能測試：

下面，我們來比較一下ConcurrentSkipListMap與TreeMap在並發情況下查詢的性能狀況。

我們會啟動n個線程隨機讀取Map中的記錄，每個線程會讀取10⁶次。

從測試結果，我們可以看出隨着並發度的不斷提高，ConcurrentSkipListMap相對於TreeMap的優勢也越來越明顯。

四、ConcurrentSkipListMap實現原理

skiplist數據結構介紹：

http://kenby.iteye.com/blog/1187303

concurrentskiplistmap實現並發的原理：

concurrentskiplistmap並沒有使用lock來保證線程的並發訪問和修改，而是使用了非阻塞算法來保證並發訪問（Michael-Scott 算法）

也可以參考下面的博客（http://blog.csdn.net/jy3161286/article/details/22809913）