1.是什么
ConcurrentHashMap 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中的一个线程安全的哈希表实现。与 HashMap 相比，ConcurrentHashMap 在并发环境下具有更高的性能，因为它允许多个线程并发地进行读写操作而不会导致数据不一致。
以下是 ConcurrentHashMap 实现的一些关键点：
分段锁（Segment Locking）
ConcurrentHashMap 内部使用了分段锁（Segment Locking）技术，将整个哈希表分割成若干个小的部分，称为段（Segment）。每个段其实就是一个小的哈希表，它们有自己的锁。当对哈希表进行修改时，只需要锁定相应的段，而不需要锁定整个哈希表。这大大减少了锁的竞争，提高了并发性能。
线程安全的操作
ConcurrentHashMap 提供了以下线程安全的操作：
- get() 方法：由于
get()方法不会修改表中的任何数据，所以它是完全无锁的，通过volatile读和Unsafe操作来确保读取的数据是最新的。 - put() 方法：当向
ConcurrentHashMap中插入数据时，会根据键的哈希值定位到对应的段，并对该段加锁。只有对应的段被锁定，其他段不受影响。 - size() 方法：计算
ConcurrentHashMap的大小需要考虑所有段的大小。ConcurrentHashMap通过尝试多次计算所有段的大小，并在两次尝试之间对所有的段进行加锁，以确保计算的准确性。
实现细节
以下是 ConcurrentHashMap 的一些实现细节：
- 段（Segment）：
ConcurrentHashMap包含一个Segment数组，每个Segment维护一个哈希表。 - 哈希表（Hash Entry）：每个
Segment内部包含一个HashEntry数组，用于存储键值对。 - 锁（ReentrantLock）：每个
Segment对象都有一个ReentrantLock，用于保护其内部的数据结构。
示例解释
假设我们要在 ConcurrentHashMap 中插入一个键值对（key, value）：
- 计算键（key）的哈希值，确定它应该落在哪个段（Segment）。
- 获取对应段的锁。
- 在该段内进行插入操作，如果存在键（key）的冲突，会形成链表。
- 插入完成后，释放段的锁。
以下是伪代码示例：
public V put(K key, V value) {
int hash = hash(key);
Segment<K,V> segment = getSegmentFor(hash);
return segment.put(key, hash, value, false);
}
// Segment 内部的 put 方法
final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
lock(); // 对当前段加锁
try {
// ... 在此处执行插入逻辑 ...
} finally {
unlock(); // 释放锁
}
}
总结
ConcurrentHashMap 通过分段锁技术，减少了锁的粒度，提高了并发访问的性能。它的设计允许并发读和一定程度的并发写，而不会引起线程安全问题。这些特性使得 ConcurrentHashMap 成为处理并发数据结构时的一个重要选择。