JavaSE基础知识学习-----集合之ConcurrentHashMap

最新推荐文章于 2022-08-12 21:34:28 发布

四川码匠

最新推荐文章于 2022-08-12 21:34:28 发布

阅读量161

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： Java基础 JAVA进阶学习

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_27922023/article/details/80169915

JAVA进阶学习同时被 2 个专栏收录

57 篇文章

订阅专栏

Java基础

18 篇文章

订阅专栏

本文深入解析了ConcurrentHashMap的工作原理及其实现细节，包括其线程安全机制、构造方法及内部数据结构等，并探讨了其在并发场景下的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

ConcurrentHashMap基本知识

概述

1.ConcurrentHashMap是map接口的实现类，因为HashMap是线程不安全的，因此ConcurrentHashMap可以看成是HashMap的线程安全版本。
2.线程安全的有ConcurrentHashMap，ConcurrentSkipListMap，HashTable，Properties，但是HashTable是过时的类库，所以在并发中使用最多的是是ConcurrentHashMap和ConcurrentSkipListMap。
3.ConcurrentHashMap在并发的开发中使用频率高，所以他的主要方法和HashMap基本一样。

ConcurrentHashMap实现原理

概述

ConcurrentHashMap是由Segment数组和HashEntry数组组成，Segment的结构和HashMap差不多，是数组和链表结合的数组结构，Segment是一种可重入锁，在ConcurrentHaspMap中就是锁的角色，HashEntry是存放键值对数据，在源码中我们可以出一个Segment中包含一个HashEntry，换句话说，一个Segment守护一个HashEntry，当我们要对HashEntry中的数据进行修改时，首先要获得HashEntry数据所对应的Segment锁。

源码分析如下

public class ConcurrentHashMap<K, V> extends AbstractMap<K, V>
    implements ConcurrentMap<K, V>, Serializable {

1.源码中可以看出ConcurrentHashMap继承了AbstractMap这个类，实现了ConcurrentMap和Serializable这两个接口，说明这个类具备了Map基本的骨干方法。

1.构造方法

1.ConcurrentHashMap()

创建一个带有默认初始容量 (16)、加载因子 (0.75) 和 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。

2.ConcurrentHashMap(int initialCapacity)

创建一个带有指定初始容量、默认加载因子 (0.75) 和 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。

3.ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

创建一个带有指定初始容量、加载因子和默认 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。

4.ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int concurrencyLevel)

创建一个带有指定初始容量、加载因子和并发级别的新的空映射。

5.ConcurrentHashMap(Map

2.属性

ConcurrentHashMap使用segments数组来保存锁，源码如下：
final Segment

3.如何初始化segments数组

  public ConcurrentHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor, int concurrencyLevel) {
    if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS)
        concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS;
    int sshift = 0;
    int ssize = 1;
    while (ssize < concurrencyLevel) {
        ++sshift;
        ssize <<= 1;
    }
    this.segmentShift = 32 - sshift;
    this.segmentMask = ssize - 1;
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    int c = initialCapacity / ssize;
    if (c * ssize < initialCapacity)
        ++c;
    int cap = MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY;
    while (cap < c)
        cap <<= 1;
    Segment<K,V> s0 =
        new Segment<K,V>(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),
                         (HashEntry<K,V>[])new HashEntry[cap]);
    Segment<K,V>[] ss = (Segment<K,V>[])new Segment[ssize];
    UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0);
    this.segments = ss;
}

说明：
1.构造方法中initialCapacity代表数组容量，loadFactor代表负载因子，concurrencyLevel代表并发级别。
2.segment数组是ConcurrentHashMap保存锁的数组，segment数组的初始化由段偏移量segmentShift，段掩码segmentmask和HashEntry数组组成。
3.segment数组的长度ssize通过concurrencyLevel计算得出，为了通过按位与的哈希算法类定位segment的索引，就必须保证segment数组的长度是2的N次方，所以必须计算出一个大于或等于concurrencyLevel的最小的2的n次方值来作为segment数组的长度，concurrencyLevel的最大并发级别是655535，所以segment数组的最大长度为66636.对应的二进制是16位。