ConCurrentHashMap的实现原理

ConCurrentHashMap的实现原理

    一、JDK1.6和JDK1.7中的实现

1. 设计思路
   ConCurrentHashMap采用分段锁的思想，每一个段都有一把锁，从而提高了并发度（即同时操作ConCurrentHashMap而不产生锁竞争的线程最大数）。另外，当设置并发数时，会默认将并发数改为2的幂。
   所谓的段，就是segment，他和HashMap的结构很像，都在内部有一个Entry数组，并且继承了重入锁，用于对段的上锁。
2. 分段创建
   JDK1.6会在一开始就创建所有的segment，而JDK1.7除了第一个segment，其余的segment都是在put时，动态创建的，所以，在每一次查找段的时候，都会判断段是否为空，如果为空则创建。由于ensureSegment方法要在并发场景被调用，所以创建段时，通过CAS算法实现，代码如下：

   if ((seg = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u))
                   == null) { // recheck
                   Segment<K,V> s = new Segment<K,V>(lf, threshold, tab);
                   while ((seg = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u))
                          == null) {
                       if (UNSAFE.compareAndSwapObject(ss, u, null, seg = s))
                           break;
                   }
   }

3. put方法
   与JDK1.6不同的是，JDK1.7在put时，会用tryLock()，其余并无不同。
   put时，先通过key找到对应的段，在找到段内的entry，段内操作和HashMap类似。
4. get方法和containsKey方法
   由于ConCurrentHashMap的get方法和containsKey都是不加锁的，所以很有可能当ConCurrentHashMap遍历过程中有其他的线程对其内容进行更改，导致两方法返回的数据不是最新的数据。
5. size方法
   size方法也会使用CAS对modcount进行判断，当多次重试后，会对所有的segment上锁。
6. ConCurrentHashMap不允许key和value为空
   

    二、JDK1.8的实现

1. 设计思路
   JDK1.8取消了segment的概念，还是使用的HashMap中数组加链表的数据结构，但是对于每一个数组进行加锁，以调整锁的粒度。同时，为了防止hash冲突造成的链表过长，当链表长度大于8时，会把链表变为红黑二叉树的数据结构，当红黑树的长度小于等于6时，又可以转化为链表。
   
   
2. 使用了synchronized关键字而不是重入锁
   可见JDK1.8对synchronized进行了性能优化。