ConcurrentHashMap 线程安全的具体实现方式/底层具体实现

JDK 1.8 之前

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

Segment 继承了 ReentrantLock ,所以 Segment 是⼀种可重⼊锁，扮演锁的⻆⾊。 HashEntry ⽤于
存储键值对数据。

static class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {}

⼀个 ConcurrentHashMap ⾥包含⼀个 Segment 数组， Segment 的个数⼀旦初始化就不能改变。
Segment 数组的⼤⼩默认是 16，也就是说默认可以同时⽀持 16 个线程并发写。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。也就是说，对同⼀ Segment 的并发写⼊会被阻塞，不同 Segment 的写⼊是可以并发执⾏的。

JDK 1.7 和 JDK 1.8 的 ConcurrentHashMap 实现有什么不同？

• 线程安全实现⽅式:
  • JDK 1.7 采⽤ Segment 分段锁来保证安全， Segment 是继承⾃ReentrantLock 。
  • JDK1.8 放弃了 Segment 分段锁的设计，采⽤ Node + CAS + synchronized 保证线程安全，锁粒度更细， synchronized 只锁定当前链表或红⿊⼆叉树的⾸节点。
• Hash 碰撞解决⽅法:
  • JDK 1.7 采⽤拉链法，JDK1.8 采⽤拉链法结合红⿊树（链表⻓度超过⼀定阈值时，将链表转换为红⿊树）
• 并发度:
  • JDK 1.7 最⼤并发度是 Segment 的个数，默认是 16。JDK 1.8 最⼤并发度是 Node 数组的⼤⼩，并发度更⼤。

JDK 1.8 之后

ConcurrentHashMap 取消了 Segment 分段锁，采⽤ Node + CAS + synchronized 来保证并发安全。数据结构跟 HashMap 1.8 的结构类似，数组+链表/红⿊⼆叉树。Java 8 在链表⻓度超过⼀定阈值（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))）。