关于ConcurrentHashMap的几个特点

17、为什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高?

HashTable 使用一把锁(锁住整个链表结构)处理并发问题,多个线程竞争一把锁,容易阻塞;

ConcurrentHashMap

JDK 1.7 中使用分段锁(ReentrantLock + Segment + HashEntry),相当于把一个 HashMap 分成多个段,每段分配一把锁,这样支持多线程访问。锁粒度:基于 Segment,包含多个 HashEntry。

JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 红黑树。锁粒度:Node(首结点)(实现 Map.Entry<k,v>)。锁粒度降低了。

18.针对 ConcurrentHashMap 锁机制具体分析(JDK 1.7 VS JDK 1.8)?

JDK 1.7 中,采用分段锁的机制,实现并发的更新操作,底层采用数组+链表的存储结构,包括两个核心静态内部类 Segment 和 HashEntry。

1、Segment 继承 ReentrantLock(重入锁) 用来充当锁的角色,每个 Segment 对象守护每个散列映射表的若干个桶;
2、HashEntry 用来封装映射表的键-值对;
3、每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表

JDK 1.8 中,采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全。取消类 Segment,直接用 table 数组存储键值对;当 HashEntry 对象组成的链表长度超过 TREEIFY_THRESHOLD 时,链表转换为红黑树,提升性能。底层变更为数组 + 链表 + 红黑树。

19.ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中,为什么要使用内置锁 synchronized 来代替重入锁 ReentrantLock?

1、粒度降低了;
2、JVM 开发团队没有放弃 synchronized,而且基于 JVM 的 synchronized 优化空间更大,更加自然。
3、在大量的数据操作下,对于 JVM 的内存压力,基于 API 的 ReentrantLock 会开销更多的内存。

20.ConcurrentHashMap 简单介绍?

1、重要的常量:

private transient volatile int sizeCtl; 当为负数时,-1 表示正在初始化,-N 表示 N - 1 个线程正在进行扩容;当为 0 时,表示 table 还没有初始化;当为其他正数时,表示初始化或者下一次进行扩容的大小。

1、数据结构:

Node 是存储结构的基本单元,继承 HashMap 中的 Entry,用于存储数据;TreeNode 继承 Node,但是数据结构换成了二叉树结构,是红黑树的存储结构,用于红黑树中存储数据;TreeBin 是封装 TreeNode 的容器,提供转换红黑树的一些条件和锁的控制。

3、存储对象时(put() 方法):

1、如果没有初始化,就调用 initTable() 方法来进行初始化;
2、如果没有 hash 冲突就直接 CAS 无锁插入;
3、如果需要扩容,就先进行扩容;
4、如果存在 hash 冲突,就加锁来保证线程安全,两种情况:一种是链表形式就直接遍历到尾端插入,一种是红黑树就按照红黑树结构插入;
5、如果该链表的数量大于阀值 8,就要先转换成红黑树的结构,break 再一次进入循环
6、如果添加成功就调用 addCount() 方法统计 size,并且检查是否需要扩容。

4、扩容方法 transfer():默认容量为 16,扩容时,容量变为原来的两倍。

helpTransfer():调用多个工作线程一起帮助进行扩容,这样的效率就会更高。

5、获取对象时(get()方法):

1、计算 hash 值,定位到该 table 索引位置,如果是首结点符合就返回;
2、如果遇到扩容时,会调用标记正在扩容结点 ForwardingNode.find()方法,查找该结点,匹配就返回;
3、以上都不符合的话,就往下遍历结点,匹配就返回,否则最后就返回 null。

21.ConcurrentHashMap 的并发度是什么?

程序运行时能够同时更新 ConccurentHashMap 且不产生锁竞争的最大线程数。默认为 16,且可以在构造函数中设置。当用户设置并发度时,ConcurrentHashMap 会使用大于等于该值的最小2幂指数作为实际并发度(假如用户设置并发度为17,实际并发度则为32)

参考来自微信公众号:

原文地址:https://www.cnblogs.com/zwwang/p/13549456.html