HashMap 有的，我也有，HashMap做不到的，我能，我就是 ConcurrentHashMap

Posted 2022-12-01 小乔不掉发

概念：高性能 并发的线程安全的 Map，基于安全失败的迭代器

特性： 读操作（get），是没有加锁，基于 volatile 保证线程安全 - - - > 读读、读写并发

提升效率：

• jdk1.7 和 1.8 都满足
• 分段加锁（1.7是一段一段的多个节点加锁，1.8是一个节点加锁）

ConcurrentHashMap 底层数据结构分 jdk 1.7 和 1.8版本：

1、jdk 1.7：

• 1、底层数据结构：数组 + 链表（HashEntry 为链表的结点）
• 2、采取了 segment 分段锁技术，在多线程并发更新操作时，对同一个 segmen 进行同步加锁，保证数据的安全。这样就可以基于不同 segment 进行并发写操作
• 3、同步的实现方式是基于 ReentrantLock 锁机制（Segment 继承自 ReentrantLock）
• 4、和 HashMap 一样，同样存在 hash 冲突时，链表查询效率低的问题

2、jdk 1.8：

• 1、底层数据结构：数组 + 链表 + 红黑树（和 HashMap 1.8版本一样）
• 2、支持多线程的并发操作，实现原理：CAS + synchronized 保证并发更新
• 3、put 方法存放元素时：通过 key 对象的 hashcode 计算出数组的索引，如果没有 Node，则使用 CAS 尝试插入元素，失败则无条件自旋（整个 put 方法自旋）直到插入成功；如果存在 Node，则使用 synchronized 锁住该 Node 元素（链表、红黑树的头节点），在执行插入操作

3、1.7 和 1.8 都存在的特性：

• 1、键、值迭代器为弱一致性迭代器，创建迭代器后，可以对元素更新
• 2、读操作没有加锁，value 是 volatile 修饰的，保证了可见性，所以是安全的
• 3、读写分离可以提高效率：多线程对不同 Node / Segment 的插入/删除时可以并发、并行执行，对同一个 Node / Segment 的写操作是互斥的。读操作都是无锁操作，可以并发、并行操作

——	HashMap	HashTable	ConcurrentHashMap
null 键	√	×	×
null 值	√	×	×
线程安全	×	√	√
效率	非常高	低	高
数据结构	数组 + 链表 + 红黑树	数组 + 链表	数组 + 链表 + 红黑树
同步方法	无	synchronized 同步方法	1.7：基于 segment 分段锁机制，基于 ReentranLock 实现 1.8：基于 CAS + synchronized 实现，空节点插入使用 CAS，有 Node 节点则使用 synochronized 加锁
迭代器类型	fail - fast 迭代器，在遍历时不能更新元素，否则将抛出异常	fail - safe 迭代器，基于容器的克隆，因此遍历操作时，元素的更新不影响遍历	同 HashTable