Java-并发容器之ConcurrentHashMap

Java——并发容器之ConcurrentHashMap；Java——并发容器之ConcurrentHashMap；Java——并发容器之ConcurrentHashMap；Java——并发容器之ConcurrentHashMap；Java——并发容器之ConcurrentHashMap；Java——并发容器之ConcurrentHashMapJava——并发容器之ConcurrentHashMap 【Java并发容器之ConcurrentHashMap】是Java编程中用于高效并发操作的重要工具。相比于HashMap，ConcurrentHashMap在多线程环境下提供了线程安全的保证，避免了因扩容导致的CPU资源消耗过高问题。传统的线程安全解决方案，如Hashtable或使用Collections.synchronizedMap包装HashMap，虽然实现了线程安全，但性能上并不理想，因为它们采用了独占锁，只允许单个线程执行操作。 在JDK 1.6版本中，ConcurrentHashMap引入了Segment的概念，Segment继承自ReentrantLock，每个Segment内部维护了一个哈希表，实现了局部锁。这种方式提高了并发性能，因为在高并发下，多个线程可以同时对不同Segment进行操作，而不会互相阻塞。 然而，随着技术的发展，JDK 1.8的ConcurrentHashMap进一步优化了设计。它放弃了Segment，而是采用了更简洁的结构，大量使用了synchronized关键字和CAS（Compare And Swap）无锁操作来保证线程安全。这是因为现代JVM对synchronized进行了许多优化，如偏向锁、轻量级锁和重量级锁等，使其在某些情况下性能与ReentrantLock相当甚至更好。 JDK 1.8的ConcurrentHashMap还引入了数组+链表+红黑树的数据结构，这种设计在解决冲突时能提供更好的查找、插入和删除性能。当链表长度超过一定阈值（8）时，链表会转换为红黑树，以减少查找的时间复杂度。 在ConcurrentHashMap的关键属性中： 1. `table`：是一个volatile类型的Node数组，用于存储元素，采用懒加载，首次插入数据时初始化。 2. `nextTable`：在扩容时使用，平时为null，扩容时指向新的扩容后的数组。 3. `sizeCtl`：这是一个volatile整型变量，控制table数组的大小，根据不同的值指示初始化、扩容等状态。 此外，`sun.misc.Unsafe`类在ConcurrentHashMap的实现中扮演重要角色，其提供的原子操作方法（如compareAndSwap*）利用CAS算法确保线程安全，这种方法在没有竞争的情况下效率极高，即使发生冲突，重试次数也是有限的。 ConcurrentHashMap是Java并发编程中的重要组件，通过高效的并发控制策略和优化的数据结构，实现了在高并发场景下的高效并发访问。了解并掌握其原理对于提升Java并发编程能力至关重要。