JDK21更新内容：SequenceCollection

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| 431: | Sequenced Collections[4] |

”Sequenced Collections1. 什么是 Sequenced Collections？

Sequenced Collections 是 Java 中的一个新特性，它是通过 JEP 431 引入的。SequencedCollections 是一种新的集合类型，它提供了一种有序的、线程安全的集合实现。它的目标是提供一种高效的、可扩展的有序集合，以满足在多线程环境下处理大量数据的需求。

2. 为什么需要 Sequenced Collections？

在并发编程中，处理大量数据时，有序集合是非常常见的需求。然而，Java 标准库中的集合类（如 ArrayList、LinkedList 等）并不是线程安全的，因此在多线程环境下使用它们可能会导致数据不一致的问题。为了解决这个问题，开发人员通常需要使用同步机制（如 synchronized 关键字或 Lock 对象）来保证集合的线程安全性，但这会带来额外的开销和复杂性。

Sequenced Collections 的目标就是提供一种高效的、可扩展的有序集合，以解决在多线程环境下处理大量数据时的线程安全问题。

3. Sequenced Collections 的实现原理

Sequenced Collections 的实现基于一种称为"Sequenced Locks"的机制。SequencedLocks 是一种特殊的锁机制，它允许多个线程同时读取集合中的数据，但只允许一个线程进行写操作。这种机制可以提高并发性能，同时保证数据的一致性。

在 SequencedCollections 中，每个元素都有一个唯一的序列号，用于标识元素的顺序。读操作可以并发进行，而写操作则需要获取锁来保证原子性。当一个线程进行写操作时，其他线程可以继续读取集合中的数据，但不能进行写操作，直到写操作完成。

4. Sequenced Collections 的优点

线程安全：Sequenced Collections 提供了线程安全的集合实现，可以在多线程环境下安全地访问和修改集合中的数据。

高效性能：Sequenced Collections 使用了 Sequenced Locks 机制，可以提高并发性能，同时保证数据的一致性。

可扩展性：Sequenced Collections 的设计考虑了可扩展性，可以处理大量数据的并发访问。

5. Sequenced Collections 的缺点

额外开销：Sequenced Collections 的实现需要维护元素的序列号和锁机制，这会带来一定的额外开销。

写操作的延迟：由于写操作需要获取锁来保证原子性，可能会导致其他线程在写操作完成之前无法进行写操作。

6. Sequenced Collections 的使用示例

下面是一个使用 Sequenced Collections 的简单示例：

import java.util.concurrent.SequencedHashMap;

public class SequencedCollectionsExample {

public static void main(String[] args) {

SequencedHashMap map = new SequencedHashMap();

// 添加元素

map.put(1, "Apple");

map.put(2, "Banana");

map.put(3, "Orange");

// 获取元素

String fruit = map.get(2);

System.out.println(fruit); // 输出: Banana

// 遍历元素

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + ": " + value));

// 输出:

// 1: Apple

// 2: Banana

// 3: Orange

}

}

在上面的示例中，我们使用了 SequencedHashMap 来创建一个有序的、线程安全的集合。我们可以使用 put 方法添加元素，使用 get 方法获取元素，使用 forEach 方法遍历元素。

7. Sequenced Collections 的其他注意事项

Sequenced Collections 是 Java 标准库的一部分，从 Java 17 开始引入。

Sequenced Collections 提供了多种集合类型，如 SequencedHashMap、SequencedArrayList 等。

Sequenced Collections 可以与其他 Java 集合类（如 ArrayList、LinkedList 等）一起使用，以满足不同的需求。

8. 总结

Sequenced Collections 是 Java 中的一个新特性，它提供了一种有序的、线程安全的集合实现。它通过使用 SequencedLocks 机制来保证线程安全性和并发性能。Sequenced Collections 具有高效性能、可扩展性等优点，但也存在额外开销和写操作延迟的缺点。在使用 SequencedCollections 时，我们可以创建 SequencedHashMap、SequencedArrayList 等集合类型，并使用 put、get、forEach 等方法来操作集合中的数据。

参考资料

[1]

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[2]

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[3]

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[4]

Sequenced Collections: https://openjdk.org/jeps/431