Java 并发集合的最佳实践：编写健壮、高性能的代码

使用正确的集合类型

• ConcurrentHashMap: 用于高并发场景下的键值对存储。
• CopyOnWriteArrayList: 用于读多写少的列表操作。
• BlockingQueue: 用于线程间通信和任务队列管理。

同步访问

• synchronized 块： 使用 synchronized 关键字同步代码块。
• 锁对象： 创建一个专用锁对象，并使用 synchronized(lock) 同步方法。
• 并发原子类： 使用 AtomicInteger、AtomicBoolean 等原子类进行原子更新操作。

并发修改控制

• Copy-on-write 策略： 在写操作时创建集合的副本，避免并发修改异常。
• 乐观并发控制 (OCC)： 使用版本号或时间戳检测并处理并发修改。

容量和扩容

• 设置初始容量： 为集合设置合理的初始容量以尽量减少扩容操作。
• 控制扩容因子： 调整集合的扩容因子以优化性能和内存使用。
• 使用无锁扩容算法： 使用 ConcurrentHashMap 等无锁扩容算法的集合以提高并发性能。

线程安全性

• 线程安全集合： 使用 Java 提供的线程安全集合，例如 ConcurrentHashMap。
• 自定义线程安全集合： 对于自定义集合，使用同步机制或无锁算法保证线程安全性。
• 防御性复制： 在将集合传递给其他线程之前创建副本以防止并发修改。

死锁预防

• 避免死锁环： 避免线程相互等待锁定的情况，例如使用通用的锁顺序。
• 使用超时： 为锁操作设置超时，以在死锁发生时自动释放锁。

性能优化

• 读写比例： 优化集合的读写比例以最大化性能。
• 局部变量： 在可能的情况下将集合存储在局部变量中以减少锁竞争。
• 使用并发工具： 利用 Java 并发工具，例如 Fork/Join 框架，以提高并行性。

异常处理

• 处理并发异常： 预期并处理并发相关异常，例如 ConcurrentModificationException。
• 使用自定义异常： 定义自定义异常以提供有意义的错误信息，便于调试。

监控和诊断

• 使用并发工具库： 利用 Java Monitor Virtual Machine (JMX) 或其他并发工具库监控并发性能。
• 日志记录： 记录并发事件，例如死锁和异常，以进行故障排除。
• 单元测试： 编写单元测试以验证并发行为并检测潜在问题。