Question

我有以下情况：

一种只能扩展的数据结构（我只有在尾巴中添加东西）
我需要能够跟踪我已经拥有的元素看到了（我有一个索引，理想情况下我希望能够开始再次从这个特定的元素遍历列表）
我希望读取永远不会阻塞，并且添加新元素只能锁定队列的尾部而不是整个队列

这是一个由多个线程严重修改的结构。

最好的数据结构是什么？

的ArrayList 即可。这对于能够直接访问使用索引看到的最后一个元素是理想的，但它会导致并发修改异常。我可以让它同步，但是想避免锁定（或者除了最后一个元素之外的任何锁定，因为它是唯一可能有并发写入以添加新元素的元素）

的ConcurrentLinkedQueue 即可。这将解决我的并发问题，但问题是我必须存储迭代的当前位置而不是整数索引。这有一个问题，它返回一个弱一致的迭代器，它不能保证返回自创建迭代器以来已添加到列表中的新对象（source：javadoc）

ConcurrentHashMap ，索引为键。这样做的好处是我可以直接访问与正确索引相对应的数据，但是有一个问题就是没有“getNext”运算符可以让我有效地遍历索引，索引+ 1等元素

向量这将解决我的大多数问题，即允许不会引发并发修改异常并允许直接访问的内容。但是，鉴于所有方法都是同步的，与arraylists相比，性能较差。鉴于我只想扩展结构，而不是在中间插入记录，我不愿意采用这种重量级解决方案，其中读取也会受到性能损失（而且，考虑到我的用例，元素的索引）从来没有真正改变，因此不需要同步不是尾部的读取

自定义数据结构：保存我想要存储的对象数组和指向此数组尾部的指针（最后一个元素集），插入新对象时，锁定尾部和尾巴指向的物体。当对象超过其当前大小时，进行锁定调整大小操作。

什么是最佳策略/任何其他更有效的实施？

Answer 1

CopyOnWriteArrayList结构可以解决您的问题（java.util.concurrent）。

CopyOnWriteArrayList是线程安全的，因为所有的变异操作都是通过创建列表副本来实现的。
避免了ConcurrentModificationException的问题，因为迭代时数组不会改变。所谓的snapshot style iterator在创建迭代器时使用对数组状态的引用。
如果您的阅读次数多于写入次数，请使用CopyOnWriteArrayList，否则请使用Vector。
Vector为每个操作引入了一个小的同步延迟，当CopyOnWriteArrayList有更长的写入延迟（由于复制）但没有读取延迟时。
Vector在迭代时需要显式同步（因此无法同时执行写操作），CopyOnWriteArrayList没有。

Answer 2

这听起来很像你需要一个distruptor或简单的单词锁定自由队列。我希望我能在这里添加一个例子，但我昨天才开始研究它。我也可以告诉你它是如何工作的，或者你可以在这里阅读更好的解释：

一般的想法是，它完全无锁，它只使用CAS寄存器（在java AtomicXXX中）。我只是爱上了这个想法。

LMAX

Answer 3

考虑到这一点，我找到了与@MissingNumber相同的解决方案。

使用ConcurrentHashMap作为后备数据结构：

非阻塞读取
线程安全追加

要通过索引添加随机访问，请使用AtomicInteger维护索引并将其作为检索映射值的键。

public class ConcurrentListMap {

  private final ConcurrentHashMap<Integer, Object> backingMap;
  private final AtomicInteger index;

  public ConcurrentListMap() {
    backingMap = new ConcurrentHashMap();
    index = new AtomicInteger(0);
  }

  public int append(final Object value) {
    final int newIndex = index.incrementAndGet();
    backingMap.put(newIndex, value);
    return newIndex;
  }

  public Object get(final int entry) {
    return backingMap.get(entry);
  }

  public int getTailIndex() {
    return index.get();
  }
}

Answer 4

正如sk2212所说，我认为java.util.Vector符合你的三点。

可以使用方法add扩展向量，该方法在末尾添加元素列表。
Vectors使用方法get(index)来检索特定索引处的具体元素。
向量是线程安全的：java Vector and thread safety http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Vector.html

Answer 5

使用索引作为键的

ConcurrentHashMap 可以解决您的问题，但您需要做更多工作才能解决这个问题。

喜欢遵循伪代码。

Map<Integer , ConfiguredObject > myMap = new ConcurrentHashMap<Integer,ConfiguredObject >();

class ConfiguredObject 
{
   YourObject Object;// the object which you want to map for map[key];
   ConfiguredObject Next;//the object which you want to map for map[key+1];
   ConfiguredObject Previous;//the object which you want to map for map[key-1];
   YourObject NextObject;
   YourObject PrevObject;
}

所以这应该解决你所有的问题。

并发框架需要注意。

建立索引键是您的索引。

迭代，如果您有索引，可以使用此代码

myMap.get(key).Next ;
myMap.get(key).Previous ;

您需要做的就是相应地定义可配置对象和编写构造函数。

希望这对你有所帮助。

Answer 6

的ArrayList。这对于能够直接访问使用索引看到的最后一个元素是理想的，但它会导致并发修改异常。我可以让它同步，但是想避免锁定（或者除了最后一个元素之外的任何锁定，因为它是唯一可能有并发写入以添加新元素的元素）

您可以使用临时List来放置要添加的对象，当读取的内容解除阻塞时，您可以将tmpList的内容添加到ArrayList。

Answer 7

我要提供ConcurrentSkipListSet，因为：

1）它是并发的。

2）这是Set。

3）它也是NavigableSet，因此也是SortedSet。

这为您提供了很多灵活性，其中大部分都是您可能不需要的。但除了“你不能添加已经存在的物品”（我不知道这是一个问题，还是一个福音），它似乎满足了你的所有要求。

Answer 8

您是否必须使用单一数据结构？如果你使用两个 - 一个用于列表的“活动”部分，一个用于“你看过的项目”列表怎么办？您可以使用Vector作为“活动”部分，并使用某种管理器定期将项目移动到“您看过的项目”列表。

可直接访问的数据结构Java

8 个答案: