CurrentMap总结

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#java #链表

本文详细介绍了ConcurrentHashMap，它是线程安全的Java Map，提供putIfAbsent、remove、replace方法，对比了与HashMap的区别，尤其强调了其Segment和HashEntry结构确保并发安全。

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简单介绍CurrentHashMap

ConcurrentMap，它是一个接口，是一个能够支持并发访问的java.util.map集合；

ConcurrentHashMap是一个线程安全，并且是一个高效的HashMap。
spring 缓存注解通过查看源代码发现将数据存在ConcurrentMap中

Map并发原理

ConcurrentMap

ConcurrentMap，它是一个接口，是一个能够支持并发访问的java.util.map集合；
在原有java.util.map接口基础上又新提供了4种方法，进一步扩展了原有Map的功能：

 public interface ConcurrentMap<K, V> extends Map<K, V> {

//插入元素
V putIfAbsent(K key, V value);

//移除元素
boolean remove(Object key, Object value);

//替换元素
boolean replace(K key, V oldValue, V newValue);

//替换元素
V replace(K key, V value);
}

putIfAbsent：与原有put方法不同的是，putIfAbsent方法中如果插入的key相同，则不替换原有的value值；
remove：与原有remove方法不同的是，新remove方法中增加了对value的判断，如果要删除的key--value不能与Map中原有的key--value对应上，则不会删除该元素;
replace(K,V,V)：增加了对value值的判断，如果key--oldValue能与Map中原有的key--value对应上，才进行替换操作；
replace(K,V)：与上面的replace不同的是，此replace不会对Map中原有的key--value进行比较，如果key存在则直接替换；

其实，对于ConcurrentMap来说，我们更关注Map本身的操作，在并发情况下是如何实现数据安全的。在java.util.concurrent包中，ConcurrentMap的实现类主要以ConcurrentHashMap为主。接下来，我们具体来看下。

ConcurrentHashMap
*ConcurrentHashMap是一个线程安全，并且是一个高效的HashMap。
但是，如果从线程安全的角度来说，HashTable已经是一个线程安全的HashMap，那推出ConcurrentHashMap的意义又是什么呢？
说起ConcurrentHashMap，就不得不先提及下HashMap在线程不安全的表现，以及HashTable的效率！
HashMap
- 底层数据结构不一样，1.7是数组+链表，1.8则是数组+链表+红黑树结构（当链表长度大于8，转为红黑树）。
  JDK1.8中resize()方法在表为空时，创建表；在表不为空时，扩容；而JDK1.7中resize()方法负责扩容，inflateTable()负责创建表。
  1.8中没有区分键为null的情况，而1.7版本中对于键为null的情况调用putForNullKey()方法。但是两个版本中如果键为null，那么调用hash()方法得到的都将是0，所以键为null的元素都始终位于哈希表table【0】中。
  当1.8中的桶中元素处于链表的情况，遍历的同时最后如果没有匹配的，直接将节点添加到链表尾部；而1.7在遍历的同时没有添加数据，而是另外调用了addEntry()方法，将节点添加到链表头部。
  1.7中新增节点采用头插法，1.8中新增节点采用尾插法。这也是为什么1.8不容易出现环型链表的原因。
  1.7中是通过更改hashSeed值修改节点的hash值从而达到rehash时的链表分散，而1.8中键的hash值不会改变，rehash时根据（hash&oldCap）==0将链表分散。
  1.8rehash时保证原链表的顺序，而1.7中rehash时有可能改变链表的顺序（头插法导致）。
  在扩容的时候：1.7在插入数据之前扩容，而1.8插入数据成功之后扩容。
CurrentHashMap
- 与HashMap不同的是，ConcurrentHashMap中多了一层数组结构，由Segment和HashEntry两个数组组成。其中Segment起到了加锁同步的作用，而HashEntry则起到了存储K.V键值对的作用。在ConcurrentHashMap中，每一个ConcurrentHashMap都包含了一个Segment数组，在Segment数组中每一个Segment对象则又包含了一个HashEntry数组，而在HashEntry数组中，每一个HashEntry对象保存K-V数据的同时又形成了链表结构，此时与HashMap结构相同。在多线程中，每一个Segment对象守护了一个HashEntry数组，当对ConcurrentHashMap中的元素修改时，在获取到对应的Segment数组角标后，都会对此Segment对象加锁，之后再去操作后面的HashEntry元素，这样每一个Segment对象下，都形成了一个小小的HashMap，在保证数据安全性的同时，又提高了同步的效率。只要不是操作同一个Segment对象的话，就不会出现线程等待的问题！