HashMap JDK1.7put()方法流程图

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<think> 嗯,用户这次想深入了解ConcurrentHashMapJDK1.71.8的区别以及put流程。结合之前的讨论,用户对Java集合框架的理解应该比较深入了,之前刚详细讨论过ArrayList的扩容机制。 用户提供的引用内容质量很高,特别是引用[3][4][5]直接点出了核心差异:1.7采用分段锁(Segment数组+HashEntry),1.8改为数组+链表/红黑树结构,并发控制从ReentrantLock变成CAS+synchronized。这些正好是回答需要重点展开的部分。 注意到用户特别要求对比put流程,这个需要分版本详细说明。1.7版本的put流程相对复杂:先定位Segment,再定位HashEntry桶位,最后加锁插入。而1.8版本更接近HashMapput逻辑,只是增加了并发控制:通过CAS尝试无锁插入,失败时用synchronized锁定链表头节点。 用户可能正在准备面试或研究并发编程,所以需要特别注意解释设计变更的原因。比如1.8取消分段锁是为了解决查询效率问题——1.7版本跨段查询仍需遍历所有Segment。而synchronized的优化(锁升级机制)使得在低竞争场景下性能反而优于ReentrantLock。 关于引用标注,计划在关键差异点后标注来源:结构差异引用[3][5],锁机制变更引用[3][4],性能优化引用[2][4]。最后的对比表格可以综合所有引用内容。 需要提醒自己避免直接复制源码,而是用流程图解释关键步骤。比如1.8的put流程可以分解为:计算hash→定位桶位→无锁插入→树化检查→同步处理冲突。这个逻辑链条比逐行代码更易懂。 用户可能延伸的问题是实际场景选择建议(如1.7vs1.8性能差异),或者与Collections.synchronizedMap的对比。这些都可以放在相关问题里引导深入思考。 </think> ### ConcurrentHashMapJDK1.71.8的核心差异及PUT流程详解 --- #### 一、核心架构差异 | **特性** | **JDK 1.7** | **JDK 1.8** | |------------------|-------------------------------------------|-------------------------------------------| | **数据结构** | Segment数组 + HashEntry数组 + 链表 | Node数组 + 链表 + 红黑树 | | **锁机制** | 分段锁(ReentrantLock锁Segment) | CAS + synchronized(锁桶的头节点) | | **并发粒度** | 锁整个Segment(默认16段) | 锁单个桶(链表头/红黑树根) | | **哈希计算** | 两次哈希(先定位Segment,再定位桶) | 一次哈希(直接定位桶) | | **查询效率** | 跨段查询需遍历多个Segment[^3] | 整体查询效率接近HashMap[^4] | > **设计演进原因**: > 1.8取消分段锁解决了**Segment数组固定导致扩容受限**的问题,同时**synchronized锁优化**(偏向锁→轻量级锁→重量级锁)在低竞争场景性能优于ReentrantLock[^3][^4]。 --- #### 二、PUT流程详解 **▎JDK 1.7 分段锁模式** ```mermaid graph TD A[计算key的hash] --> B[定位Segment段] B --> C[尝试获取Segment锁] C --> D{锁是否成功?} D -- 是 --> E[定位HashEntry桶位] E --> F[遍历链表插入/更新] D -- 否 --> C F --> G[释放Segment锁] ``` 1. **两次哈希**:先通过高位哈希定位Segment段,再用低位哈希定位HashEntry桶 2. **加锁插入**:获取Segment独占锁后操作链表(其他线程可访问其他Segment)[^5] 3. **扩容局限**:仅对当前Segment内的数组扩容 **▎JDK 1.8 CAS+synchronized模式** ```mermaid graph TD A[计算key的hash] --> B[定位Node桶位置] B --> C{桶是否为空?} C -- 是 --> D[CAS写入Node节点] C -- 否 --> E{桶头是否被锁?} E -- 未锁 --> F[synchronized锁桶头] F --> G[遍历链表/红黑树插入] G --> H[判断是否需要树化] H --> I[释放锁] ``` 1. **无锁尝试**:桶为空时直接用CAS写入新节点(无竞争场景高效) 2. **同步插入**:桶非空时用`synchronized`锁定桶头节点后操作链表/红黑树 3. **动态扩容**:触发树化阈值(链表长度≥8)或扩容阈值(元素数>容量×0.75) 4. **协助迁移**:其他线程检测到扩容时可参与数据迁移(ForwardingNode机制)[^3][^4] --- #### 三、关键优化点对比 1. **锁粒度** - 1.7:锁Segment(含多个HashEntry桶) - 1.8:锁单个桶(并发度=桶数量,远高于Segment数) 2. **哈希碰撞处理** - 1.7:仅链表(长链表查询效率$O(n)$) - 1.8:链表→红黑树退化(查询优化至$O(\log n)$) 3. **内存可见性** - 1.7:通过Segment的ReentrantLock保证 - 1.8:使用`volatile`修饰Node的val/next + Unsafe原子操作 4. **扩容效率** - 1.7:分段扩容(仅当前Segment阻塞) - 1.8:多线程协同迁移(迁移期间读写可并行)[^2][^4] --- #### 四、总结 | **版本** | **优势** | **劣势** | |---------|----------------------------------|------------------------------| | JDK1.7 | 分段锁降低冲突概率 | 内存占用大,跨段操作效率低 | | JDK1.8 | 并发粒度更细,查询高效,内存紧凑 | 极端竞争下synchronized退化风险 | > **演进本质**:从**粗粒度锁+数据结构分离**(1.7)转向**细粒度锁+数据结构整合**(1.8),通过CAS和无锁化设计最大限度降低线程阻塞[^2][^3]。 ---
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