ConcurrentHashMap面試大總結

在jdk1.7中concurrenthashmap採用了陣列+segment+分段鎖的方式實現。

concurrenthashmap中的分段鎖稱為segment，它即類似於hashmap的結構，即內部擁有乙個entry陣列，陣列中的每個元素又是乙個鍊錶,同時又是乙個reentrantlock（segment繼承了reentrantlock）。

concurrenthashmap使用分段鎖技術，將資料分成一段一段的儲存，然後給每一段資料配一把鎖，當乙個執行緒占用鎖訪問其中乙個段資料的時候，其他段的資料也能被其他執行緒訪問，能夠實現真正的併發訪問。如下圖是concurrenthashmap的內部結構圖：

從上面的結構我們可以了解到，concurrenthashmap定位乙個元素的過程需要進行兩次hash操作。

第一次hash定位到segment，第二次hash定位到元素所在的鍊錶的頭部。

壞處

這一種結構的帶來的***是hash的過程要比普通的hashmap要長

好處寫操作的時候可以只對元素所在的segment進行加鎖即可，不會影響到其他的segment，這樣，在最理想的情況下，concurrenthashmap可以最高同時支援segment數量大小的寫操作（剛好這些寫操作都非常平均地分布在所有的segment上）。

所以，通過這一種結構，concurrenthashmap的併發能力可以大大的提高

利用 cas + synchronized 來保證併發更新的安全

底層使用陣列+鍊錶+紅黑樹來實現

public v put
(k key, v value)
final v put
(k key,
int hash, v value,
boolean onlyifabsent)
break;}
e = e.next;
//不斷向後遍歷
}else}}
finally
return oldvalue;
}

假設table已經初始化完成，put操作採用cas+synchronized實現併發插入或更新操作：

table陣列是被volatile關鍵字修飾的，這就代表我們不需要擔心table陣列的執行緒可見性問題，也就沒有必要再加鎖來實現併發了。

static
class
node
implements
map.entry
{final
int hash;
final k key;
volatile v val;
volatile node
next;
//volitale修飾，記憶體可見性
//底層陣列
transient
volatile node
table;

專案

jdk1.7

jdk1.8

概覽

同步機制

分段鎖，每個segment繼承reentrantlock

cas + synchronized保證併發更新

儲存結構

陣列+鍊錶

陣列+鍊錶+紅黑樹

鍵值對hashentry

node

put操作

多個執行緒同時競爭獲取同乙個segment鎖，獲取成功的執行緒更新map；失敗的執行緒嘗試多次獲取鎖仍未成功，則掛起執行緒，等待釋放鎖

訪問相應的bucket時，使用sychronizeded關鍵字，防止多個執行緒同時操作同乙個bucket，如果該節點的hash不小於0，則遍歷鍊錶更新節點或插入新節點；如果該節點是treebin型別的節點，說明是紅黑樹結構，則通過puttreeval方法往紅黑樹中插入節點；更新了節點數量，還要考慮擴容和鍊錶轉紅黑樹

size實現

統計每個segment物件中的元素個數，然後進行累加，但是這種方式計算出來的結果並不一樣的準確的。先採用不加鎖的方式，連續計算元素的個數，最多計算3次：如果前後兩次計算結果相同，則說明計算出來的元素個數是準確的；如果前後兩次計算結果都不同，則給每個segment進行加鎖，再計算一次元素的個數；

通過累加basecount和countercell陣列中的數量，即可得到元素的總個數；

鎖的粒度

原來是對需要進行資料操作的segment加鎖

現調整為對每個陣列元素加鎖（node）

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