ConcurrentHashMap

HashMap是线程不安全的:

在多线程环境下,使用HashMap进行put操作会引起死循环,导致CPU利用率接近100%,所 以在并发情况下不能使用HashMap,HashMap在并发执行put操作时会引起死循环,是因为多线程会导致HashMap的Entry链表 形成环形数据结构,一旦形成环形数据结构,Entry的next节点永远不为空,就会产生死循环获 取Entry。

HashTable是线程安全的,但是效率低下:

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全,但在线程竞争激烈的情况下HashTable 的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法,其他线程也访问HashTable的同 步方法时,会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行元素添加,线程2不但不能使用put方法添加元素,也不能使用get方法来获取元素,所以竞争越激烈效率越低。

ConcurrentHashMap的使用锁分段技术有效提升并发访问率:

HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因是所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁,假如容器里有多把锁,每一把锁用于锁容器其中一部分数据,那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时,线程间就不会存在锁竞争,从而可以有效提高并 发访问效率,这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术。首先将数据分成一段一段地存储,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的时候,其他段的数据也能被其他线程访问。


ConcurrentHashMap的结构图

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重 入锁(ReentrantLock),在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色;HashEntry则用于存储键值对数 据。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里包含一个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, 必须首先获得与它对应的Segment锁

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