深入学习java并发包ConcurrentHashMap

主要介绍了深入学习java并发包ConcurrentHashMap源码，整个 ConcurrentHashMap 由一个个 Segment 组成，Segment 代表”部分“或”一段“的意思，所以很多地方都会将其描述为分段锁。,需要的朋友可以参考下 《深入学习Java并发包ConcurrentHashMap》 Java并发包中的ConcurrentHashMap是线程安全的散列映射，它是HashMap的并发版本，适用于多线程环境。与HashMap不同，ConcurrentHashMap采用了一种称为分段锁（Segment）的设计策略，以提供更高的并发性能。 在ConcurrentHashMap的内部结构中，每个实例由多个Segment组成，每个Segment其实就是一个独立的、具有锁功能的小型HashMap。Segment继承了ReentrantLock，当需要对数据进行操作时，只会锁定对应Segment，而不是整个容器，这使得多个线程可以在同一时间对不同Segment进行并发操作，从而提高了并发性能。 默认情况下，ConcurrentHashMap的并发级别（concurrencyLevel）是16，意味着它可以同时支持16个线程并发写入，只要这些操作分布在不同的Segment上。但是，一旦初始化后，这个值就不能再改变。初始容量（initialCapacity）和负载因子（loadFactor）与HashMap类似，用于控制Segment内部的容量和何时进行内部扩容。值得注意的是，Segment数组的大小由并发级别决定，而每个Segment内部的容量则由初始容量除以Segment的数量得到。 在初始化ConcurrentHashMap时，会根据提供的并发级别计算出Segment的数量。例如，如果并发级别为16，那么Segment的数量也会是16，每个Segment的容量则是总容量除以16。如果计算得到的容量不是2的幂，系统会向上取最接近的2的幂次方作为实际容量，以确保数组划分的均匀性。 在ConcurrentHashMap的实现中，还有一些关键的变量，如segmentShift和segmentMask。segmentShift用于确定如何从全局的哈希值中获取Segment索引，而segmentMask则用于从Segment索引中获取在Segment内的槽位（bucket）索引。这两个值在初始化时根据并发级别计算得出，以优化查找和存储的效率。 当数据被插入到ConcurrentHashMap时，首先会计算全局哈希值，然后使用segmentShift和segmentMask计算出对应的Segment和在Segment内的槽位。每个Segment内部采用了类似于HashMap的链表+节点的方式存储数据，但为了保证线程安全，插入、删除和更新操作都会对对应的Segment加锁，保证操作的原子性。 此外，ConcurrentHashMap还提供了许多其他高级特性，如弱一致性和无锁或适应性自旋的并发策略，以进一步提高并发性能。在高并发场景下，相比于同步的Collections.synchronizedMap或者使用synchronized关键字修饰的HashMap，ConcurrentHashMap的性能优势更为明显。 Java并发包中的ConcurrentHashMap是一个高效且线程安全的散列表，其分段锁的设计策略允许在多线程环境中进行高效的并发操作。通过理解和掌握其内部机制，开发者能够更好地利用它来优化并发程序的性能。