在Java中如何实现ConcurrentSkipListMap和ConcurrentSkipListSet

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发布时间：2025-09-30 20:52:02

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ConcurrentSkipListMap和ConcurrentSkipListSet是基于跳表实现的线程安全有序集合，支持高并发下的高效插入、删除和查找操作，适用于需保持元素顺序且多线程访问频繁的场景。

在java中如何实现concurrentskiplistmap和concurrentskiplistset

在Java中，ConcurrentSkipListMap 和 ConcurrentSkipListSet 是并发包 java.util.concurrent 中提供的线程安全的有序集合类。它们基于跳表（Skip List）数据结构实现，支持高并发环境下的高效插入、删除和查找操作，同时保持元素的有序性。

ConcurrentSkipListMap 的使用方法

ConcurrentSkipListMap 是一个按键排序的线程安全的 Map 实现，适用于需要并发访问且保持排序的场景。

特点：

支持并发读写操作，性能优于 synchronized 包装的 TreeMap
键必须实现 Comparable 接口或通过 Comparator 指定排序规则
提供近似 O(log n) 的插入、删除和查找时间复杂度

基本用法示例：

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import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;

public class SkipListMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个按自然顺序排序的 ConcurrentSkipListMap
        ConcurrentSkipListMap map = new ConcurrentSkipListMap<>();

        map.put(3, "Three");
        map.put(1, "One");
        map.put(4, "Four");
        map.put(2, "Two");

        // 输出结果会按键的顺序打印：1, 2, 3, 4
        map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ": " + v));
    }
}

也可以自定义排序规则：

ConcurrentSkipListMap map = 
    new ConcurrentSkipListMap<>((a, b) -> b.compareTo(a)); // 降序排列

ConcurrentSkipListSet 的使用方法

ConcurrentSkipListSet 是基于 ConcurrentSkipListMap 实现的线程安全的有序 Set。它内部使用 ConcurrentSkipListMap 存储元素，键为集合中的元素，值是一个共享的 dummy 对象。

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特点：

元素唯一且有序
支持并发访问，适合多线程环境下使用
不支持 null 元素（因为底层比较时会抛出 NullPointerException）

基本用法示例：

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import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListSet;

public class SkipListSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentSkipListSet set = new ConcurrentSkipListSet<>();

        set.add(3);
        set.add(1);
        set.add(4);
        set.add(2);
        set.add(3); // 重复元素不会被添加

        // 输出结果为升序：1 2 3 4
        set.forEach(System.out::println);
    }
}

适用场景与注意事项

这两个类特别适合以下情况：

需要在多线程环境中维护一个有序的数据结构
频繁进行插入、删除和范围查询操作（如获取某区间内的所有元素）
对实时性要求较高，不能接受 ConcurrentHashMap 的无序性

注意点：

迭代器是弱一致性的（weakly consistent），不会抛出 ConcurrentModificationException，但可能反映部分更新状态
避免使用 null 值或 null 键/元素
相比非线程安全的 TreeMap / TreeSet 稍有性能开销，但在并发下表现更优

基本上就这些。ConcurrentSkipListMap 和 ConcurrentSkipListSet 提供了高性能、线程安全且有序的集合实现，合理使用可以有效解决并发排序数据管理的问题。

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