ConcurrentHashMap底层结构(JDK1.7)

HashMap不是线程安全的，HashTable虽然是线程安全，但是该类所有的方法都用synchronized进行线程安全的控制,在高并发的情况下，同一时刻只有一个线程可以获取对象监视器，其他线程阻塞或者轮询等待，在线程竞争激烈的情况下，这种方式的效率会非常的低下。

 

HashTable在扩容的时候，newSize = 2 * oldSize + 1；

 

ConcurrentHashMap是线程安全的，使用了锁分段的思想提高了并发度。

ConcurrentHashMap为什么高效：

Hashtable低效主要是因为所有访问Hashtable的线程都争夺一把锁。如果容器有很多把锁，每一把锁控制容器中的一部分数据，那么当多个线程访问容器里的不同部分的数据时，线程之前就不会存在锁的竞争，这样就可以有效的提高并发的访问效率。这也正是ConcurrentHashMap使用的分段锁技术。将ConcurrentHashMap容器的数据分段存储，每一段数据分配一个Segment（锁），当线程占用其中一个Segment时，其他线程可正常访问其他段数据。

 

jdk1.7下ConcurrentHashMap的数据结构：

ConcurrentHashMap包含一个Segment数组,每个Segment包含一个HashEntry数组,当修改HashEntry数组采用开链法处理冲突,所以它的每个HashEntry元素又是链表结构的元素。

查找元素时，先通过key定位到Segment的下标位置，再找到对应的HashEntry的下标位置，然后再比较key的值。

Segment是ConcurrentHashMap的一个内部类，主要组成如下：

HashEnrty源码：

 

和HashMap非常类似，唯一的区别是核心的数据如value，以及链表都是volatile修饰的，保证了获取时的可见性。

原理上来说，ConcurrentHashMap采用了分段锁的技术，不会像HashTable那样不管put和get都需要同步处理，

理论上ConcurrentHashMap支持Segment数组数量大小的线程并发，当一个线程占用锁访问Segment时不会影

响到其他的Segment。

put()方法：

首先通过key定位到Segment

 

在具体的Segment再进行put,首先第一步的时候会尝试获取锁，如果获取失败肯定就有其他线程存在竞争，则利用

scanAndLockForPut()自旋获取锁：

1.尝试自旋获取锁

2.如果重试次数达到了MAX_SCAN_RETRIES则改为阻塞锁获取成功，保证能获取成功

get()方法：

 

get的逻辑比较简单，key通过hash之后定位到具体的Segment,

再通过一次 Hash 定位到具体的元素上。

由于 HashEntry 中的 value 属性是用 volatile 关键词修饰的，保证了内存可见性，所以每次获取时都是最新值。

ConcurrentHashMap 的 get 方法是非常高效的，因为整个过程都不需要加锁。