Какие потокобезопасные коллекции используются в Java

Что проверяют

Знаете ли вы современные конкурентные коллекции и понимаете ли, чем они лучше синхронизированных обёрток.

Как отвечать

Есть три поколения, и важно их не путать.

Устаревшее: Vector и Hashtable. Синхронизированы целиком, каждая операция берёт одну блокировку на весь объект. В новом коде не используются.

Обёртки: Collections.synchronizedList и подобные. Оборачивают обычную коллекцию одной блокировкой. Проблема та же, плюс обход всё равно требует внешней синхронизации, иначе получите ConcurrentModificationException.

Конкурентные коллекции из java.util.concurrent, это и есть правильный ответ:

• ConcurrentHashMap: чтение без блокировок, запись блокирует только нужную корзину. Есть атомарные compute, merge, putIfAbsent, которыми делают счётчики и кэши;
• CopyOnWriteArrayList: каждая запись копирует массив, зато чтение полностью без блокировок. Для списков слушателей, где читают часто, а меняют редко;
• ConcurrentLinkedQueue и ConcurrentLinkedDeque: неблокирующие очереди на compare-and-swap;
• BlockingQueue (ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue, SynchronousQueue): очередь с ожиданием, основа пулов потоков и схемы «производитель и потребитель»;
• ConcurrentSkipListMap: конкурентный отсортированный аналог TreeMap.

Ключевая мысль: конкурентная коллекция делает атомарной отдельную операцию, но не последовательность из двух. Проверить и положить надо одним вызовом putIfAbsent или compute, иначе гонка остаётся.

Где спотыкаются

Предлагают Collections.synchronizedMap как современное решение.

Делают if (!map.containsKey(k)) map.put(k, v) на ConcurrentHashMap и получают гонку.

Берут CopyOnWriteArrayList для часто изменяемого списка и упираются в копирование на каждой записи.

Не знают, что итератор конкурентной коллекции слабо согласован: он не бросает исключение, но и не гарантирует, что увидит свежие изменения.