Java concurrency集合之ConcurrentHashMap_动力节点Java学院整理

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ConcurrentHashMap介绍

ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表。HashMap, Hashtable, ConcurrentHashMap之间的关联如下：

HashMap是非线程安全的哈希表，常用于单线程程序中。

Hashtable是线程安全的哈希表，它是通过synchronized来保证线程安全的；即，多线程通过同一个“对象的同步锁”来实现并发控制。Hashtable在线程竞争激烈时，效率比较低(此时建议使用ConcurrentHashMap)！因为当一个线程访问Hashtable的同步方法时，其它线程就访问Hashtable的同步方法时，可能会进入阻塞状态。

ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表，它是通过“锁分段”来保证线程安全的。ConcurrentHashMap将哈希表分成许多片段(Segment)，每一个片段除了保存哈希表之外，本质上也是一个“可重入的互斥锁”(ReentrantLock)。多线程对同一个片段的访问，是互斥的；但是，对于不同片段的访问，却是可以同步进行的。

ConcurrentHashMap原理和数据结构

要想搞清ConcurrentHashMap，必须先弄清楚它的数据结构：

(01) ConcurrentHashMap继承于AbstractMap抽象类。

(02) Segment是ConcurrentHashMap中的内部类，它就是ConcurrentHashMap中的“锁分段”对应的存储结构。

ConcurrentHashMap与Segment是组合关系，1个ConcurrentHashMap对象包含若干个Segment对象。在代码中，这表现为ConcurrentHashMap类中存在“Segment数组”成员。

(03) Segment类继承于ReentrantLock类，所以Segment本质上是一个可重入的互斥锁。

(04) HashEntry也是ConcurrentHashMap的内部类，是单向链表节点，存储着key-value键值对。Segment与HashEntry是组合关系，Segment类中存在“HashEntry数组”成员，“HashEntry数组”中的每个HashEntry就是一个单向链表。

对于多线程访问对一个“哈希表对象”竞争资源，Hashtable是通过一把锁来控制并发；而ConcurrentHashMap则是将哈希表分成许多片段，对于每一个片段分别通过一个互斥锁来控制并发。ConcurrentHashMap对并发的控制更加细腻，它也更加适应于高并发场景！

ConcurrentHashMap函数列表

// 创建一个带有默认初始容量 (16)、加载因子 (0.75) 和 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。

ConcurrentHashMap()

// 创建一个带有指定初始容量、默认加载因子 (0.75) 和 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。

ConcurrentHashMap(int initialCapacity)

// 创建一个带有指定初始容量、加载因子和默认 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。

ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

// 创建一个带有指定初始容量、加载因子和并发级别的新的空映射。

ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int concurrencyLevel)

// 构造一个与给定映射具有相同映射关系的新映射。

ConcurrentHashMap(Map extends K,? extends V> m)

// 从该映射中移除所有映射关系

void clear()

// 一种遗留方法，测试此表中是否有一些与指定值存在映射关系的键。

boolean contains(Object value)

// 测试指定对象是否为此表中的键。

boolean containsKey(Object key)

// 如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。

boolean containsValue(Object value)

// 返回此表中值的枚举。

Enumeration elements()

// 返回此映射所包含的映射关系的 Set 视图。

Set> entrySet()

// 返回指定键所映射到的值，如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 null。

V get(Object key)

// 如果此映射不包含键-值映射关系，则返回 true。

boolean isEmpty()

// 返回此表中键的枚举。

Enumeration keys()

// 返回此映射中包含的键的 Set 视图。

Set keySet()

// 将指定键映射到此表中的指定值。

V put(K key, V value)

// 将指定映射中所有映射关系复制到此映射中。

void putAll(Map extends K,? extends V> m)

// 如果指定键已经不再与某个值相关联，则将它与给定值关联。

V putIfAbsent(K key, V value)

// 从此映射中移除键（及其相应的值）。

V remove(Object key)

// 只有目前将键的条目映射到给定值时，才移除该键的条目。

boolean remove(Object key, Object value)

// 只有目前将键的条目映射到某一值时，才替换该键的条目。

V replace(K key, V value)

// 只有目前将键的条目映射到给定值时，才替换该键的条目。

boolean replace(K key, V oldValue, V newValue)

// 返回此映射中的键-值映射关系数。

int size()

// 返回此映射中包含的值的 Collection 视图。

Collection values()

下面从ConcurrentHashMap的创建，获取，添加，删除这4个方面对ConcurrentHashMap进行分析。

1 创建

下面以ConcurrentHashMap(int initialCapacity,float loadFactor, int concurrencyLevel)来进行说明。

@SuppressWarnings("unchecked")

public ConcurrentHashMap(int initialCapacity,

float loadFactor, int concurrencyLevel) {

// 参数有效性判断

if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)

throw new IllegalArgumentException();

// concurrencyLevel是“用来计算segments的容量”

if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS)

concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS;

int sshift = 0;

int ssize = 1;

// ssize=“大于或等于concurrencyLevel的最小的2的N次方值”

while (ssize < concurrencyLevel) {

++sshift;

ssize <<= 1;

}

// 初始化segmentShift和segmentMask

this.segmentShift = 32 - sshift;

this.segmentMask = ssize - 1;

// 哈希表的初始容量

// 哈希表的实际容量=“segments的容量” x “segments中数组的长度”

if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

// “哈希表的初始容量” / “segments的容量”

int c = initialCapacity / ssize;

if (c * ssize < initialCapacity)

++c;

// cap就是“segments中的HashEntry数组的长度”

int cap = MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY;

while (cap < c)

cap <<= 1;

// segments

Segment s0 =

new Segment(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),

(HashEntry[])new HashEntry[cap]);

Segment[] ss = (Segment[])new Segment[ssize];

UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); // ordered write of segments[0]

this.segments = ss;

}

说明：

(01) 前面我们说过，ConcurrentHashMap采用了“锁分段”技术；在代码中，它通过“segments数组”对象来保存各个分段。segments的定义如下：

final Segment[] segments;

concurrencyLevel的作用就是用来计算segments数组的容量大小。先计算出“大于或等于concurrencyLevel的最小的2的N次方值”，然后将其保存为“segments的容量大小(ssize)”。

(02) initialCapacity是哈希表的初始容量。需要注意的是，哈希表的实际容量=“segments的容量” x “segments中数组的长度”。

(03) loadFactor是加载因子。它是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。

ConcurrentHashMap的构造函数中涉及到的非常重要的一个结构体，它就是Segment。下面看看Segment的声明：

static final class Segment extends ReentrantLock implements Serializable {

...

transient volatile HashEntry[] table;

// threshold阈，是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。

transient int threshold;

// loadFactor是加载因子

final float loadFactor;

Segment(float lf, int threshold, HashEntry[] tab) {

this.loadFactor = lf;

this.threshold = threshold;

this.table = tab;

}

...

}

说明：Segment包含HashEntry数组，HashEntry保存了哈希表中的键值对。

此外，还需要说明的Segment继承于ReentrantLock。这意味着，SwpIjWegment本质上就是可重入的互斥锁。

HashEntry的源码如下：

static final class HashEntry {

final int hash; // 哈希值

final K key; // 键

volatile V value; // 值

volatile HashEntry next; // 下一个HashEntry节点

HashEntry(int hash, K key, V value, HashEntry next) {

this.hash = hash;

this.key = key;

this.value = value;

this.next = next;

}

..

}

说明：和HashMap的节点一样，HashEntry也是链表。这就说明，ConcurrentHashMap是链式哈希表，它是通过“拉链法”来解决哈希冲突的。

2 获取

下面以get(Object key)为例，对ConcurrentHashMap的获取方法进行说明。

public V get(Object key) {

Segment s; // manually integrate access methods to reduce overhead

HashEntry[] tab;

int h = hash(key);

long u = (((h >>> segmentShift) & segmentMask) << SSHIFT) + SBASE;

// 获取key对应的Segment片段。

// 如果Segment片段不为null，则在“Segment片段的HashEntry数组中”中找到key所对应的HashEntry列表；

// 接着遍历该HashEntry链表，找到于key-value键值对对应的HashEntry节点。

if ((s = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(segments, u)) != null &&

(tab = s.table) != null) {

for (HashEntry e = (HashEntry) UNSAFE.getObjectVolatile

(tab, ((long)(((tab.length - 1) & h)) << TSHIFT) + TBASE);

e != null; e = e.next) {

K k;

if ((k = e.key) == key || (e.hash == h && key.equals(k)))

return e.value;

}

}

return null;

}

说明：get(Object key)的作用是返回key在ConcurrentHashMap哈希表中对应的值。

它首先根据key计算出来的哈希值，获取key所对应的Segment片段。

如果Segment片段不为null，则在“Segment片段的HashEntry数组中”中找到key所对应的HashEntry列表。Segment包含“HashEntry数组”对象，而每一个HashEntry本质上是一个单向链表。

接着遍历该HashEntry链表，找到于key-value键值对对应的HashEntry节点。

下面是hash()的源码

private int hash(Object k) {

int h = hashSeed;

if ((0 != h) && (k instanceof String)) {

return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);

}

h ^= k.hashCode();

// Spread bits to regularize both segment and index locations,

// using variant of single-word Wang/Jenkins hash.

h += (h << 15) ^ 0xffffcd7d;

h ^= (h >>> 10);

h += (h << 3);

h ^= (h >>> 6);

h += (h << 2) + (h << 14);

return h ^ (h >>> 16);

}

3 增加

下面以put(K key, V value)来对ConcurrentHashMap中增加键值对来进行说明。

public V put(K key, V value) {

Segment s;

if (value == null)

throw new NullPointerException();

// 获取key对应的哈希值

int hash = hash(key);

int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;

// 如果找不到该Segment，则新建一个。

if ((s = (Segment)UNSAFE.getObject // nonvolatile; recheck

(segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) // in ensureSegment

s = ensureSegment(j);

return s.put(key, hash, value, false);

}

说明：

(01) put()根据key获取对应的哈希值，再根据哈希值找到对应的Segment片段。如果Segment片段不存在，则新增一个Segment。

(02) 将key-value键值对添加到Segment片段中。

final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {

// tryLock()获取锁，成功返回true，失败返回false。

// 获取锁失败的话，则通过scanAndLockForPut()获取锁，并返回”要插入的key-value“对应的”HashEntry链表“。

HashEntry node = tryLock() ? null :

scanAndLockForPut(key, hash, value);

V oldValue;

try {

// tab代表”当前Segment中的HashEntry数组“

HashEntry[] tab = table;

// 根据”hash值“获取”HashEntry数组中对应的HashEntry链表“

int index = (tab.length - 1) & hash;

HashEntry first = entryAt(tab, index);

for (HashEntry e = first;;) {

// 如果”HashEntry链表中的当前HashEntry节点“不为null，

if (e != null) {

K k;

// 当”要插入的key-value键值对“已经存在于”HashEntry链表中“时，先保存原有的值。

// 若”onlyIfAbsent“为true，即”要插入的key不存在时才插入”，则直接退出；

// 否则，用新的value值覆盖原有的原有的值。

if ((k = e.key) == key ||

(e.hash == hash && key.equals(k))) {

oldValue = e.value;

if (!onlyIfAbsent) {

e.value = value;

++modCount;

}

break;

}

e = e.next;

}

else {

// 如果node非空，则将first设置为“node的下一个节点”。

// 否则，新建HashEntry链表

if (node != null)

node.setNext(first);

else

node = new HashEntry(hash, key, value, first);

int c = count + 1;

// 如果添加key-value键值对之后，Segment中的元素超过阈值(并且，HashEntry数组的长度没超过限制)，则rehash；

// 否则，直接添加key-value键值对。

if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY)

rehash(node);

else

setEntryAt(tab, index, node);

++modCount;

count = c;

oldValue = null;

break;

}

}

} finally {

// 释放锁

unlock();

}

return oldValue;

}

说明：

put()的作用是将key-value键值对插入到“当前Segment对应的HashEntry中”，在插入前它会获取Segment对应的互斥锁，插入后会释放锁。具体的插入过程如下：

(01) 首先根据“hash值”获取“当前Segment的HashEntry数组对象”中的“HashEntry节点”，每个HashEntry节点都是一个单向链表。

(02) 接着，遍历HashEntry链表。

若在遍历HashEntry链表时，找到与“要key-valwpIjWue键值对”对应的节点，即“要插入的key-value键值对”的key已经存在于HashEntry链表中。则根据onlyIfAbsent进行判断，若onlyIfAbsent为true，即“当要插入的key不存在时才插入”，则不进行插入，直接返回；否则，用新的value值覆盖原始的value值，然后再返回。

若在遍历HashEntry链表时，没有找到与“要key-value键值对”对应的节点。当node!=null时，即在scanAndLockForPut()获取锁时，已经新建了key-value对应的HashEntry节点，则”将HashEntry添加到Segment中“；否则，新建key-value对应的HashEntry节点，然后再“将HashEntry添加到Segment中”。 在”将HashEntry添加到Segment中“前，会判断是否需要rehash。如果在添加key-value键值之后，容量会超过阈值，并且HashEntry数组的长度没有超过限制，则进行rehash；否则，直接通过setEntryAt()将key-value键值对添加到Segment中。

在介绍rehash()和setEntryAt()之前，我们先看看自旋函数scanAndLockForPut()。下面是它的源码：

private HashEntry scanAndLockForPut(K key, int hash, V value) {

// 第一个HashEntry节点

HashEntry first = entryForHash(this, hash);

// 当前的HashEntry节点

HashEntry e = first;

HashEntry node = null;

// 重复计数(自旋计数器)

int retries = -1; // negative while locating node

// 查找”key-value键值对“在”HashEntry链表上对应的节点“；

// 若找到的话，则不断的自旋；在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取”锁“并退出。

// 若没有找到的话，则新建一个HashEntry链表。然后不断的自旋。

// 此外，若在自旋期间，HashEntry链表的表头发生变化；则重新进行查找和自旋工作！

while (!tryLock()) {

HashEntry f; // to recheck first below

// 1. retries<0的处理情况

if (retries < 0) {

// 1.1 如果当前的HashEntry节点为空(意味着，在该HashEntry链表上上没有找到”要插入的键值对“对应的节点)，而且node=null；则新建HashEntry链表。

if (e == null) {

if (node == null) // speculatively create node

node = new HashEntry(hash, key, value, null);

retries = 0;

}

// 1.2 如果当前的HashEntry节点是”要插入的键值对在该HashEntry上对应的节点“，则设置retries=0

else if (key.equals(e.key))

retries = 0;

// 1.3 设置为下一个HashEntry。

else

e = e.next;

}

// 2. 如果自旋次数超过限制，则获取“锁”并退出

else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) {

lock();

break;

}

// 3. 当“尝试了偶数次”时，就获取“当前Segment的第一个HashEntry”，即f。

// 然后，通过f!=first来判断“当前Segment的第一个HashEntry是否发生了改变”。

// 若是的话，则重置e，first和retries的值，并重新遍历。

else if ((retries & 1) == 0 &&

(f = entryForHash(this, hash)) != first) {

e = first = f; // re-traverse if entry changed

retries = -1;

}

}

return node;

}

说明：

scanAndLockForPut()的目标是获取锁。流程如下：

它首先会调用entryForHash()，根据hash值获取”当前Segment中对应的HashEntry节点(first)，即找到对应的HashEntry链表“。

紧接着进入while循环。在while循环中，它会遍历”HashEntry链表(e)“，查找”要插入的key-value键值对“在”该HashEntry链表上对应的节点“。

若找到的话，则不断的自旋，即不断的执行while循环。在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则，在自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取锁并退出。

   若没有找到的话，则新建一个HashEntry链表，然后不断的自旋。在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则，在自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取锁并退出。

此外，若在自旋期间，HashEntry链表的表头发生变化；则重新进行查找和自旋工作！

理解scanAndLockForPut()时，务必要联系”哈希表“的数据结构。一个Segment本身就是一个哈希表，Segment中包含了”HashEntry数组“对象，而每一个HashEntry对象本身是一个”单向链表“。

下面看看rehash()的实现代码。

private void rehash(HashEntry node) {

HashEntry[] oldTable = table;

// ”Segment中原始的HashEntry数组的长度“

int oldCapacity = oldTable.length;

// ”Segment中新HashEntry数组的长度“

int newCapacity = oldCapacity << 1;

// 新的阈值

threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);

// 新的HashEntry数组

HashEntry[] newTable =

(HashEntry[]) new HashEntry[newCapacity];

int sizeMask = newCapacity - 1;

// 遍历”原始的HashEntry数组“，

// 将”原始的HashEntry数组“中的每个”HashEntry链表“的值，都复制到”新的HashEntry数组的HashEntry元素“中。

for (int i = 0; i < oldCapacity ; i++) {

// 获取”原始的HashEntry数组“中的”第i个HashEntry链表“

HashEntry e = oldTable[i];

if (e != null) {

HashEntry next = e.next;

int idx = e.hash & sizeMask;

if (next == null) // Single node on list

newTable[idx] = e;

else { // Reuse consecutive sequence at same slot

HashEntry lastRun = e;

int lastIdx = idx;

for (HashEntry last = next;

last != null;

last = last.next) {

int k = last.hash & sizeMask;

if (k != lastIdx) {

lastIdx = k;

lastRun = last;

}

}

newTable[lastIdx] = lastRun;

// 将”原始的HashEntry数组“中的”HashEntry链表(e)“的值，都复制到”新的HashEntry数组的HashEntry“中。

for (HashEntry p = e; p != lastRun; p = p.next) {

V v = p.value;

int h = p.hash;

int k = h & sizeMask;

HashEntry n = newTable[k];

newTable[k] = new HashEntry(h, p.key, v, n);

}

}

}

}

// 将新的node节点添加到“Segment的新HashEntry数组(newTable)“中。

int nodeIndex = node.hash & sizeMask; // add the new node

node.setNext(newTable[nodeIndex]);

newTable[nodeIndex] = node;

table = newTable;

}

说明：rehash()的作用是将”Segment的容量“变为”原始的Segment容量的2倍“。

在将原始的数据拷贝到“新的Segment”中后，会将新增加的key-value键值对添加到“新的Segment”中。

setEntryAt()的源码如下：

static final void setEntryAt(HashEntry[] tab, int i,

HashEntry e) {

UNSAFE.putOrderedObject(tab, ((long)i << TSHIFT) + TBASE, e);

}

UNSAFE是Segment类中定义的“静态sun.misc.Unsafe”对象。源码如下：

static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;

Unsafe.java在openjdk6中的路径是：openjdk6/jdk/src/share/classes/sun/misc/Unsafe.java。其中，putOrderedObject()的源码下：

public native void putOrderedObject(Object o, long offset, Object x);

说明：putOrderedObject()是一个本地方法。

它会设置obj对象中offset偏移地址对应的object型field的值为指定值。它是一个有序或者有延迟的putObjectVolatile()方法，并且不保证值的改变被其他线程立即看到。只有在field被volatile修饰并且期望被意外修改的时候，使用putOrderedObject()才有用。

总之，setEntryAt()的目的是设置tab中第i位置元素的值为e，且该设置会有延迟。

4 删除

下面以remove(Object key)来对ConcurrentHashMap中的删除操作来进行说明。

public V remove(Object key) {

int hash = hash(key);

// 根据hash值，找到key对应的Segment片段。

Segment s = segmentForHash(hash);

return s == null ? null : s.remove(key, hash, null);

}

说明：remove()首先根据“key的计算出来的哈希值”找到对应的Segment片段，然后再从该Segment片段中删除对应的“key-value键值对”。

remove()的方法如下：

final V remove(Object key, int hash, Object value) {

// 尝试获取Segment对应的锁。

// 尝试失败的话，则通过scanAndLock()来获取锁。

if (!tryLock())

scanAndLock(key, hash);

V oldValue = null;

try {

// 根据“hash值”找到“Segment的HashEntry数组”中对应的“HashEntry节点(e)”，该HashEntry节点是一HashEntry个链表。

HashEntry[] tab = table;

int index = (tab.length - 1) & hash;

HashEntry e = entryAt(tab, index);

HashEntry pred = null;

// 遍历“HashEntry链表”，删除key-value键值对

while (e != null) {

K k;

HashEntry next = e.next;

if ((k = e.key) == key ||

(e.hash == hash && key.equals(k))) {

V v = e.value;

if (value == null || value == v || value.equals(v)) {

if (pred == null)

setEntryAt(tab, index, next);

else

pred.setNext(next);

++modCount;

--count;

oldValue = v;

}

break;

}

pred = e;

e = next;

}

} finally {

// 释放锁

unlock();

}

return oldValue;

}

说明：remove()的目的就是删除key-value键值对。在删除之前，它会获取到Segment的互斥锁，在删除之后，再释放锁。

它的删除过程也比较简单，它会先根据hash值，找到“Segment的HashEntry数组”中对应的“HashEntry”节点。根据Segment的数据结构，我们知道Segment中包含一个HashEntry数组对象，而每一个HashEntry本质上是一个单向链表。 在找到“HashEntry”节点之后，就遍历该“HashEntry”节点对应的链表，找到key-value键值对对应的节点，然后删除。

下面对scanAndLock()进行说明。它的源码如下：

private void scanAndLock(Object key, int hash) {

// 第一个HashEntry节点

HashEntry first = entryForHash(this, hash);

HashEntry e = first;

int retries = -1;

// 查找”key-value键值对“在”HashEntry链表上对应的节点“；

// 无论找没找到，最后都会不断的自旋；在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取”锁“并退出。

// 若在自旋期间，HashEntry链表的表头发生变化；则重新进行查找和自旋！

while (!tryLock()) {

HashEntry f;

if (retries < 0) {

// 如果“遍历完该HashEntry链表，仍然没找到”要删除的键值对“对应的节点”

// 或者“在该HashEntry链表上找到”要删除的键值对“对应的节点”，则设置retries=0

// 否则，设置e为下一个HashEntry节点。

if (e == null || key.equals(e.key))

retries = 0;

else

e = e.next;

}

// 自旋超过限制次数之后，获取锁并退出。

else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) {

lock();

break;

}

// 当“尝试了偶数次”时，就获取“当前Segment的第一个HashEntry”，即f。

// 然后，通过f!=first来判断“当前Segment的第一个HashEntry是否发生了改变”。

// 若是的话，则重置e，first和retries的值，并重新遍历。

else if ((retries & 1) == 0 &&

(f = entryForHash(this, hash)) != first) {

e = first = f;

retries = -1;

}

}

}

说明：scanAndLock()的目标是获取锁。它的实现与scanAndLockForPut()类似，这里就不再过多说明。

总结：ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表，它是通过“锁分段”来实现的。ConcurrentHashMap中包括了“Segment(锁分段)数组”，每个Segment就是一个哈希表，而且也是可重入的互斥锁。第一，Segment是哈希表表现在，Segment包含了“HashEntry数组”，而“HashEntry数组”中的每一个HashEntry元素是一个单向链表。即Segment是通过链式哈希表。第二，Segment是可重入的互斥锁表现在，Segment继承于ReentrantLock，而ReentrantLock就是可重入的互斥锁。

对于ConcurrentHashMap的添加，删除操作，在操作开始前，线程都会获取Segment的互斥锁；操作完毕之后，才会释放。而对于读取操作，它是通过volatile去实现的，HashEntry数组是volatile类型的，而volatile能保证“即对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入”，即我们总能读到其它线程写入HashEntry之后的值。 以上这些方式，就是ConcurrentHashMap线程安全的实现原理。

ConcurrentHashMap示例

下面，我们通过一个例子去对比HashMap和ConcurrentHashMap。

import java.util.*;

import java.util.concurrent.*;

/*

* ConcurrentHashMap是“线程安全”的哈希表，而HashMap是非线程安全的。

*

* 下面是“多个线程同时操作并且遍历map”的示例

* () 当map是ConcurrentHashMap对象时，程序能正常运行。

* (02) 当map是HashMap对象时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。

*

*

*/

public class ConcurrentHashMapDemo1 {

// TODO: map是HashMap对象时，程序会出错。

//private static Map map = new HashMap();

private static Map map = new ConcurrentHashMap();

public static void main(String[] args) {

// 同时启动两个线程对map进行操作！

new MyThread("ta").start();

new MyThread("tb").start();

}

private static void printAll() {

String key, value;

Iterator iter = map.entrySet().iterator();

while(iter.hasNext()) {

Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();

key = (String)entry.getKey();

value = (String)entry.getValue();

System.out.print(key+" - "+value+", ");

}

System.out.println();

}

private static class MyThread extends Thread {

MyThread(String name) {

super(name);

}

@Override

public void run() {

int i = 0;

while (i++ < 6) {

// “线程名” + "-" + "序号"

String val = Thread.currentThread().getName()+i;

map.put(String.valueOf(i), val);

// 通过“Iterator”遍历map。

printAll();

}

}

}

}

(某一次)运行结果：

1 - tb1,

1 - tb1,

1 - tb1, 1 - tb1, 2 - tb2,

2 - tb2, 1 - tb1,

3 - ta3, 1 - tb1, 2 - tb2,

3 - tb3, 1 - tb1, 2 - tb2,

3 - tb3, 1 - tb1, 4 - tb4, 3 - tb3, 2 - tb2,

4 - tb4, 1 - tb1, 2 - tb2,

5 - ta5, 1 - tb1, 3 - tb3, 5 - tb5, 4 - tb4, 3 - tb3, 2 - tb2,

4 - tb4, 1 - tb1, 2 - tb2,

5 - tb5, 1 - tb1, 6 - tb6, 5 - tb5, 3 - tb3, 6 - tb6, 4 - tb4, 3 - tb3, 2 - tb2,

4 - tb4, 2 - tb2,

结果说明：如果将源码中的map改成HashMap对象时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。

以上所述是给大家介绍的Java concurrency集合之ConcurrentHashMap，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持！

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