Java并发容器ConcurrentMap

ConcurrentMap

ConcurrentMap接口是线程安全的Map接口，ConcurrentHashMap是HashMap的线程安全版本。

ConcurrentHashMap

在JDK7的时候是将ConcurrentHashMap采用分段锁，将一个整体分为16段HashTable，每个段是一个Segment，提高了并发度；JDK8取消了Segment分段结构，改成了与HashMap一样的数组+链表+红黑树，实现对每一段数据进行加锁，也减少了并发冲突的概率。

JDK7

Segment

在jdk8之前concurrentHashMap使用该对象进行分段加锁，降低了锁的粒度，使得并发效率提高，Segment本身也相当于一个HashMap，Segment包含一个HashEntry数组，数组中每个HashEntry既是一个键值对，又是一个链表的头结点。

get方法

• 根据key做hash运算，得到hash值

• 通过hash值，定位到对应的segment对象

• 再次通过hash值，定位到segment当中数组的具体位置

put方法

• 根据key做hash运算，得到hash值

• 通过hash值，定位到对应的segment对象

• 获取可重入锁

• 再次通过hash值，定位到segment当中数组的具体位置

• 插入或覆盖hashEntry对象

• 释放锁

但是使用这种方式实现需要进行两次hash操作，第一次hash操作找到对应的segment，第二次hash操作定位到元素所在链表的头部。

JDK8

在jdk8的时候参考了HashMap的设计，采用了数组+链表+红黑树的方式，内部大量采用CAS操作，舍弃了分段锁的思想。

CAS

CAS是compare and swap的缩写，也就是我们所说的比较交换，CAS属于乐观锁。

CAS包含三个操作数，---内存中的值(V)，预期原值(A)，新值(B)  如果内存中的值和A的值一样，就可以将内存中的值更新为B。CAS通过无限循环来获取数据，一直到V和A一致为止。

乐观锁

乐观锁会很乐观的认为不会出现并发问题，所以采用无锁的机制来进行处理，比如通过给记录加version来获取数据，性能比悲观锁要高。

悲观锁

悲观锁会很悲观的认为肯定会出现并发问题，所以会将资源锁住，该资源只能有一个线程进行操作，只有前一个获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问。

源码分析 

// 表示整个hash表，初始化阶段是在第一次插入的时候，容量总是2的次幂
transient volatile Node<K,V>[] table;

// 下一个使用的表 只有在扩容的时候非空，其他情况都是null
private transient volatile Node<K,V>[] nextTable;

/**
 * Base counter value, used mainly when there is no contention,
 * but also as a fallback during table initialization
 * races. Updated via CAS.
 */
private transient volatile long baseCount;


// 用于初始化和扩容控制
// 0：默认值
// -1:正在初始化
// 大于0：为hash表的阈值
// 小于-1:有多个线程在进行扩容 该值为 -(1+正在扩容的线程数)
private transient volatile int sizeCtl;

/**
 * The next table index (plus one) to split while resizing.
 */
private transient volatile i