如何在 Java 中创建线程安全的 ConcurrentHashSet?

在本文中，我们将了解创建线程安全的 HashSet 实例有哪些可能性，并了解什么与 HashSet 的 ConcurrentHashMap 等效。我们还将研究每种方法的优缺点。

在 JDK8 之前，我们无法创建线程安全的 ConcurrentHashMap，因为 JDK8 中的 java.util.concurrent 包不提供名为 ConcurrentHashSet 的类，因此添加了两个新方法，下面将进行讨论。ConcurrentHashMap 是 Map 实现，允许我们在迭代时修改 Map。ConcurrentHashMap 操作是线程安全的。 ConcurrentHashMap 不允许键和值为 null。

创建线程安全的 ConcurrentHashSet 的方法

当谈到 ConcurrentHashSet 时，可以使用 ConcurrentHashMap 创建，它允许使用 keySet(default Value) 和 newKeySet() 方法来获取适当的 Set。这提供了对诸如 contains()、remove() 等函数的访问。

• keySet (Default Value)

• newKeySet()

使用 KeySet(default Value) 创建 ConcurrentHashSet

ConcurrentHashMap 类的 keySet(default Value) 方法提供了存储在映射中的键的 Set 视图。该集合由映射本身支持，这意味着对映射的修改将反映在集合中，反之亦然。

语法

public ConcurrentHashMap.KeySetView<K,V> keySet(default_value)

参数

使用 ConcurrentHashMap 创建集合时传递 default_value

示例

//一个 Java 程序，用于演示确保线程安全的 ConcurrentHashSet 的实现。

import java.io.*;
import java.util.*;

public class TutorialsPoint {
   public static void main (String[] args) {

        ConcurrentHashMap<String,Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
        
        map.put("Tutorials",1);
        map.put("Point",2);
        map.put("Java", 3);
        map.put("article on",4);
        map.put("Threads", 5);
        
        //使用concurrenthashmap创建一个Set
        Set intialSet = map.keySet(120); //值120是任意默认值
        System.out.println("初始集合:" + intialSet);
        
        //该值将保持不变为120
        //但不会遇到任何错误。
        
        intialSet.add("Element");
        System.out.println("删除元素后" + intialSet);
        
        //检查集合是否包含，如果是，我们将删除并打印集合
        
        if(intialSet.contains("Threads")) {
            intialSet.remove("Threads");
            System.out.println("删除元素后 " + intialSet);
        }
   }
}

输出

初始集合:[Threads, Java, Tutorials, Point, article on]
删除元素后 [Threads, Java, Tutorials, Element, Point, article on]
删除元素后 [Java, Tutorials, Element, Point, article on]

缺点

尝试向集合添加新元素时，值将保持不变，即我们在创建集合时设置为默认值的值。

由于我们面临的所有限制，这就是为什么他们引入了 newKeySet() 方法，该方法返回由 ConcurrentHashMap 支持的集合，其中与键关联的值的类型为 Boolean。

如何使用 NewKeySet() 创建 ConcurrentHashSet

newKeySet() 方法属于 ConcurrentHashMap 类，生成一个由 ConcurrentHashMap 支持的新集合，其中指定类型的元素映射到 Boolean.TRUE。

语法

public static <K> ConcurrentHashMap.KeySetView<K,Boolean> newKeySet()

下面的代码将让我们了解如何使用 newKeySet() 创建 ConcurrentHashSet。为了解决我们在第一种方法中遇到的所有问题，我们现在将使用 newkeySet()。

示例

// 一个 Java 程序，用于演示确保线程安全的 ConcurrentHashSet 的实现。

import java.io.*;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class TutorialsPoint {
   public static void main (String[] args) {

        // 创建映射
        ConcurrentHashMap<String,Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
        
        map.put("Tutorials",1);
        map.put("Point",2);
        map.put("Java", 3);
        map.put("article on",4);
        map.put("Threads", 5);
        
        Set <String> subjectSet = ConcurrentHashMap.newKeySet();
        
        subjectSet.add("Computer Networks");
        subjectSet.add("DBMS");
        subjectSet.add("OS");
        
        // 显示集合的值
        System.out.println("在将元素添加到主题集合之前:" + subjectSet);
        
        //使用 add() 方法将元素插入集合
        subjectSet.add("DSA");
        
        // 再次打印集合以验证更改
        System.out.println("在将元素添加到主题集合之后:" + subjectSet);
        
        // 我们可以使用 contains() 方法来检查集合中元素的存在
        if(subjectsSet.contains("DSA"))
        System.out.println("是的，它在那里");
        else
        System.out.println("不，它不在那里");
        
        // 我们可以直接这样做:subjectsSet.contains("DSA")); 它返回布尔值
        
        // 要从集合中删除元素，请使用 remove() 方法
        subjectSet.remove("OS");
        System.out.println("从主题集合中删除元素后:" + subjectSet);
   }
}

输出

在将元素添加到主题集之前: [Computer Networks, OS, DBMS]
将元素添加到主题集后: [Computer Networks, DSA, OS, DBMS]
是的，它在那里
从主题集中删除一个元素后: [Computer Networks, DSA, DBMS]

我们也有其他方法来创建线程安全的 HashSet，但不是经常使用，而且效率比我们上面讨论的方法要低。

使用 Collections 实用程序类的 ConcurrentHashSet

属于 Java Collections 类的 synchronizedSet() 方法用于获取同步(线程安全)集合，该集合由指定集合支持。

在此方法中，我们利用 java.util.Collections 提供的 synchronizedSet() 方法来创建线程安全的 HashSet 实例。

语法

public static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s)

参数

此集合封装在同步集合中。

示例

import java.io.*;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;

public class TutorialsPoint {
   public static void main (String[] args) {

        Set<String> names= new HashSet<String>();
        //让我们使用 add() 向集合添加值
        names.add("Hari");
        names.add("Revanth");
        names.add("Lokesh");
        names.add("Kiran");
        //创建同步集合
        Set<String> synchronizedSet = Collections.synchronizedSet(names);
        System.out.println("同步集合是:"+synchronizedSet );
   }
}

输出

同步集合是 :[Revanth, Hari, Kiran, Lokesh]

它效率低于上面讨论的那些。与实现低级并发机制的 ConcurrentHashMap 相比，基本上synchronizedSet()将 Set 包装到 synchronized 装饰器中。

Set<String> copyOnArraySet = new CopyOnWriteArraySet<>();
copyOnArraySet.add("sample");