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面试官:说说 ConcurrentHashMap 线程安全的实现原理?

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JDK1.7的ConcurrentHashMap


首先,将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。


ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成。


Segment 实现了 ReentrantLock,所以 Segment 是一种可重入锁,扮演锁的角色。HashEntry 用于存储键值对数据。


java static class Segment extends ReentrantLock implements Serializable { }


一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似,是一种数组和链表结构,一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组,每个 HashEntry 是一个链表结构的元素,每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元素,当对 HashEntry 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 Segment的锁。


JDK1.8的ConcurrentHashMap


ConcurrentHashMap取消了Segment分段锁,采用CAS和synchronized来保证并发安全。数据结构跟HashMap1.8的结构类似,数组+链表/红黑二叉树。Java 8在链表长度超过一定阈值(8)时将链表(寻址时间复杂度为O(N))转换为红黑树(寻址时间复杂度为O(log(N)))


synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点,这样只要hash不冲突,就不会产生并发,效率又提升N倍。


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