java-并发-并发容器（2）

最新推荐文章于 2022-02-28 00:34:14 发布

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分类专栏： Java研究者阿里云工程师的JAVA研究记录

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阿里云工程师的JAVA研究记录

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本文详细剖析了Java并发容器ConcurrentHashMap的实现原理，包括锁分离技术、线程安全的读写操作、段（Segment）的设计以及 volatile 的使用。同时，文章提到了ConcurrentHashMap与HashMap的区别，以及在并发环境下如何保证高效性和线程安全性。此外，文章还讨论了ConcurrentHashMap的get、put、remove等操作的实现细节，以及跨段操作如size()的处理策略。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

和java.util.HashMap比起来，基本类似，有两个地方不同。一个是对onlyIfAbsent参数的判断处理。另一个则是对整个操作过程加锁，并在加锁的地方做了稍微巧妙的处理。就是在在等锁的过程中，不断的寻找和构建node节点对象，不管是否这个方法最终是否创建到了node节点，当这个方法返回时，一定是已经获得了这个Segment对应的锁。
而这个寻找和创建节点所在的循环，一方面是做节点的遍历查询，另一方面也是起到了自旋锁的作用，避免直接调用lock()而等锁阻塞，因为这样会在系统实现层面阻塞和唤醒线程，是有一定的切换成本的，对提高效率不利。
整个类的实现，都肯定会涉及到Segment的处理和其中方法的调用。对这些方法的调用，分为读操作和写处理，通常读操作没用用锁，而在修改操作，如remove() replace()等方法都和put()类似，在整个操作过程中对Segment进行了尝试加锁和自旋等锁的前提操作，并最后释放锁。这些写操作的等锁基本上和put()中的scanAndLockForPut()方法等同，除了需要创建节点。

从整体上看，由于Segment降低了并发中的锁粒度，并在写操作使用了锁。保证了整个ConcurrentHashMap的线程安全，也保证了并发运行时的效率。
在java.util.conccurent包中并没有TreeMap，但对于有序要求的容器，有基于skip list数据结构的Map实现ConcurrentSkipListMap，而且也有skip list的ConcurrentSkipListSet，和java.util包中的Set一样，是基于Map的.
ConcurrentHashMap是Java 5中支持高并发、高吞吐量的线程安全HashMap实现。在这之前我对Concurrent