浅析ConcurrentHashMap

前言

说起ConcurrentHashMap肯定会想到HashMap，ConcurrentHashMap 与 HashMap 的不同主要在于并发性。ConcurrentHashMap 是线程安全的，多个线程可以同时读写而不会导致数据不一致，而 HashMap 不是线程安全的，如果多个线程同时操作一个 HashMap，可能会导致数据不一致或者抛出 ConcurrentModificationException 异常。因此，在多线程环境下，推荐使用 ConcurrentHashMap 来避免并发访问的问题。

实现原理

ConcurrentHashMap 的实现原理主要基于分段锁（Segment），它将整个 Map 分成多个小的 Segment（段），每个 Segment 独立加锁，不同 Segment 的数据操作互不影响，这样多线程可以同时访问不同的 Segment，提高了并发访问性能。在 JDK8 中，ConcurrentHashMap 放弃了分段锁的实现，而是采用了 CAS 操作和 synchronized 来保证并发安全性。这样在并发度较低的情况下，性能会比 JDK7 的分段锁实现更好。

ConcurrentHashMap 的实现原理涉及以下几个关键点：

1. 分段数组：ConcurrentHashMap 内部包含一个 Segment 数组，每个 Segment 就是一个 Hash 表，用于存储键值对。默认情况下，ConcurrentHashMap 包含 16 个 Segment，每个 Segment 都是一个独立的 Hash 表。

1. Hash 碰撞处理：ConcurrentHashMap 使用链表或红黑树来处理 Hash 碰撞。当多个键映射到同一个 Segment 时，ConcurrentHashMap 会使用链表或红黑树来存储这些键值对，以保证快速的查找和插入操作。
2. 并发控制：ConcurrentHashMap 使用 CAS 操作（Compare And Swap）和 synchronized 来保证并发操作的线程安全性。这样在多线程并发操作时，不同的线程可以同时读取或修改不同的 Segment，从而提高了并发性能。

1. 扩容机制：ConcurrentHashMap 在扩容时只需对部分 Segment 进行扩容，而不是整体扩容，这样可以减小锁的粒度，减少并发冲突的概率。这种局部扩容的方式也有助于减少整体数据迁移的开销。

总结

总的来说，ConcurrentHashMap 通过分段锁、CAS 操作、synchronized 关键字等机制来保证多线程环境下的安全性和高效性，是一个在并发环境中高效的线程安全的 Map 实现。

最后

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