并发编程的艺术--第六章-Java并发容器和框架

ConcurrentHashMap的实现原理与使用

在并发编程中使用HashMap可能导致程序死循环。而使用线程安全的HashTable效率又非

常低下，基于以上两个原因，便有了ConcurrentHashMap的登场机会。

（1）线程不安全的HashMap

HashMap在并发执行put操作时会引起死循环，是因为多线程会导致HashMap的Entry链表
形成环形数据结构，一旦形成环形数据结构，Entry的next节点永远不为空，就会产生死循环获
取Entry。

（2）效率低下的HashTable

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下HashTable
的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法，其他线程也访问HashTable的同
步方法时，会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行元素添加，线程2不但不能使用put方法添加元素，也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术。首先将数据分成一段一段地存
储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数

据也能被其他线程访问。

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重
入锁（ReentrantLock），在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色；HashEntry则用于存储键值对数
据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组。Segment的结构和HashMap类似，是一种
数组和链表结构。一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元
素，每个Segment守护着一个HashEntry数组里的元素，当对HashEntry数组的数据进行修改时，
必须首先获得与它对应的Segment锁。