HashMap是Java当中很常用的数据结构。
但是HashMap不是线程安全的,单线程环境下还可以正常使用,不过在并发插入元素的时候有可能出现带环链表,让下一次读操作出现死循环。
那么什么样的哈希数据结构可以保证线程安全呢?
线程安全的哈希数据结构主要有HashTable和ConcurrentHashMap。而ConcurrentHashMap比HashTable的扩展性更好。
在多并发场景下,我们通常采用ConcurrentHashMap,这个集合类兼顾了线程安全和性能。
那么在并发场景下,ConcurrentHashMap是怎么保证线程安全的,又是怎么实现高性能读写的呢?
在细说ConcurrentHashMap之前,先来回顾一下HashMap。
我们来简单回顾一下HashMap的结构:

简单来说,HashMap是一个Entry对象的数组。数组中的每一个Entry元素,又是一个链表的头节点。
Hashmap不是线程安全的。在高并发环境下做插入操作,有可能出现下面的环形链表:

想要避免HashMap的线程安全问题有很多种方法,比如改用HashTable或者Collections.SynchronizedMap。但是,这两者有着共同的问题:性能。无论读操作还是写操作,他们都会给整个集合加锁,导致同一时间的其他操作为之阻塞。
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本文介绍了ConcurrentHashMap作为线程安全的哈希数据结构,其在多并发场景下兼顾线程安全和性能的原因。HashMap在并发环境下可能出现带环链表,而ConcurrentHashMap通过锁分段技术,将数据分散在多个Segment中,每个Segment独立加锁,降低锁的粒度,提高了并发效率。在读写操作中,不同Segment的写入、同一Segment的读写可以并发执行,而同一Segment的并发写入则需要加锁。此外,文章还探讨了ConcurrentHashMap的Size方法如何处理一致性问题,以及其在不同Java版本中的变化。
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