✅ 核心速览：

方案	示例	锁粒度	性能	适用场景
并发容器	ConcurrentHashMap	细粒度 / 无锁	高	高并发读写
同步包装器	Collections.synchronizedMap()	全局锁	中	低并发、简单场景
传统同步集合	Hashtable, Vector	全局锁	中	兼容旧代码

✅ 常见误区

1. ConcurrentHashMap.size() 是实时精确的。
   JDK 8+ 中 size() 是精确的（通过遍历所有桶计数），但高并发写时调用 size() 仍可能有短暂不一致，且性能开销大。建议：避免频繁调用 size()，或使用 mappingCount()（返回 long，更适用于大容量）。

2. ConcurrentHashMap 允许 null。
   ConcurrentHashMap 不允许 null，put(key, null) 会抛出 NullPointerException，这主要是为了避免二义性（get(key) == null 无法区分“不存在”还是“值为 null”）。

3. ConcurrentLinkedQueue 有 size() 方法？
   ConcurrentLinkedQueue.size() 方法的时间复杂度是 O(n)，因为它是无锁链表，需遍历计数。非阻塞队列应避免提供 size()，因其在并发下意义不大。

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并发容器是 java.util.concurrent 包中提供的一组线程安全的集合类，它们在多线程环境下可以安全地被多个线程并发读写，而无需外部加锁。相比对 Vector、Hashtable 或 Collections.synchronizedXxx() 的全局锁实现，并发容器通过更细粒度的锁（如分段锁）或无锁算法（如 CAS）大幅提升了并发性能。

它们的目标是：

1. 允许多个线程同时读。
2. 允许读与写在某些条件下并发进行。
3. 在保证线程安全的前提下最大化吞吐量。

并发 Map

类	底层结构	线程安全机制	特点
ConcurrentHashMap	分段哈希表 (JDK 7) CAS + synchronized锁桶 (JDK 8+)	无锁读 + 细粒度写锁	- 高并发读写首选 - 不允许 null key/value - 支持原子复合操作
ConcurrentSkipListMap	跳表 (Skip List)	CAS + volatile	- 有序 Map - 并发性能优于 TreeMap

1、ConcurrentHashMap 原理演进 (JDK 8+)

• JDK 7：使用分段锁（Segment），将哈希表分成 16 段，每段独立加锁。
• JDK 8+：取消 Segment，直接对每个哈希桶（bin）的头节点加 synchronized 锁。
  • 读操作完全无锁（依赖 volatile 字段保证可见性）。
  • 写操作（如 put）只锁住目标桶，其他桶可并发访问。
  • 高并发下性能显著优于 Hashtable 或 synchronizedMap。

2、原子复合操作 (JDK 8+)

以下方法内部已处理竞争，无需外部同步。

// 线程安全：若 key 不存在，则计算并插入
map.computeIfAbsent("key", k -> expensiveComputation());

// 线程安全：仅当值等于 oldValue 时才更新
map.replace("key", oldValue, newValue);

// 线程安全：累加
map.computeIfPresent("counter", (k, v) -> v + 1);

并发 Queue / Deque

类	特性	适用场景
ConcurrentLinkedQueue	无界、非阻塞、FIFO	高吞吐、无界任务队列
ConcurrentLinkedDeque	无界、非阻塞、双端队列	工作窃取（Work-Stealing）等
LinkedBlockingQueue	有界/无界、阻塞、FIFO	线程池任务队列（如 Executors.newFixedThreadPool）
ArrayBlockingQueue	有界、阻塞、FIFO	固定容量缓冲区
SynchronousQueue	无容量、直接传递	生产者-消费者直接交接（如 Executors.newCachedThreadPool）
PriorityBlockingQueue	无界、阻塞、优先级队列	按优先级处理任务

⚠️ “并发” ≠ “阻塞”：

• ConcurrentLinkedQueue 是非阻塞的（失败即返回，不等待）。
• BlockingQueue 实现是阻塞的（如 put() 在队列满时会等待）。

并发 Set

Java 没有直接提供 ConcurrentHashSet，但可以通过 ConcurrentHashMap.newKeySet() 来创建。其内部基于 ConcurrentHashMap（key 为元素，value 为 Boolean.TRUE），因此拥有 ConcurrentHashMap 所有的并发优势。

Copy-On-Write 容器

类	机制	适用场景	特点
CopyOnWriteArrayList	写时复制（每次修改都创建新数组）	读多写少（如监听器列表）	- 读操作无锁、高性能。 - 写操作昂贵（需复制整个数组）。 - 弱一致性：读线程可能看不到最新写入。
CopyOnWriteArraySet	基于 CopyOnWriteArrayList	读多写少（如监听器列表）	同上

使用 CopyOnWriteArrayList 注意事项：

1. 仅适用于写操作非常少的场景，且能容忍读写的短暂不一致。
2. 迭代器是只读的，不支持增删改。因为它遍历的是一个快照。

最佳实践

1. Map 场景首选 ConcurrentHashMap。
2. 队列场景，如果需要阻塞使用 BlockingQueue（如 LinkedBlockingQueue），如果追求极致吞吐且无界可以使用 ConcurrentLinkedQueue。
3. Set 场景可以通过 ConcurrentHashMap.newKeySet() 来构造。
4. 读多写少的静态数据场景可以选择使用 CopyOnWriteArrayList。
5. 尽量使用并发容器自带的复合操作 API（如 ConcurrentHashMap.putIfAbsent），不要自行操作（如 if (!set.contains(x)) set.add(x)）。

JDK 21 中的新特性与演进

1. ConcurrentHashMap 在 JDK 16+ 进一步优化了并发度和内存布局。
2. 虚拟线程（Virtual Threads）：所有并发容器均可安全用于虚拟线程环境，无特殊适配需求。
3. JDK 15+ 中 JVM 移除偏向锁，对 ConcurrentHashMap 的 synchronized 桶锁影响极小，因其锁竞争本就低。

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