ConcurrentHashMap原理解析

【什麼是concurrenthashmap?】

眾所周知，hashmap是一種非常高效的資料結構，但是依舊有它的缺陷。那就是在併發插入資料時，有可能會出現帶環鍊錶，讓下一次的讀操作出現死迴圈。於是為了避免hashmap的執行緒安全問題，concurrenthashmap應運而生。

【concurrenthashmap原理】

concurrenthashmap是乙個二級hash表，在乙個總的hash表下面有若干子hash表。

我們將子hash表稱為segment。

那麼採用這種結構有什麼好處呢？

我們知道解決執行緒安全問題的方法，就是加鎖。當時給整體加鎖的話，又會使得效率急劇下降。在concurrenthashmap的結構下我們就可以採用【鎖分段技術】，每個segment就是乙個自治區，讀寫操作高度自治，segment間互不影響。

concurrenthashmap解決執行緒安全問題的具體場景：

場景1：不同segment的讀與讀，讀與寫，寫與寫

可以併發執行

場景2：同一segment的寫與讀

可以併發執行

場景3：同一segment的併發寫入

加鎖因此，採用給單個的segment加鎖，相比於整體加鎖就極大地提高了效率，同時保證了執行緒安全。

【concurrenthash方法】

【get方法】

為輸入的key值，進行hash運算得到hash值

通過hash值定位到對應的segment

再次通過hash值，定位到segment中的對應位置

【put方法】

為輸入的key值，進行hash運算得到hash值

通過hash值定位到對應的segment

為當前segment加可重入鎖

進入segment找到對應位置，進行插入或者覆蓋

釋放可重入鎖

【size方法】

在concurrenthashmap的size方法中採用了樂觀鎖與悲觀鎖相結合的方式。

正常來說，我們統計size時，直接獲取各個segment的子元素的個數之和即可。

當若是當我們剛剛計算結束某一segment的元素之後，該segment又進行了插入或者移除操作怎麼辦呢？

具體實現流程如下：

獲取當前concurrenthashmap的修改次數version

遍歷所有sgement，獲得子元素數量之和

再次獲取當前concurrenthashmap的修改次數version

對比兩次version,如果第二次大於第一次，說明統計過程中有修改，重新統計，嘗試次數+1；若二者相同，說明沒有修改，統計結束。

如果嘗試次數超過閾值，則對每乙個segment加鎖，再重新統計。

再次判斷所有segment的總修改次數是否大於上一次的總修改次數。由於已經加鎖，次數一定和上次相等。

釋放鎖，統計結束

【補充內容】