面试刷题10:ConcurrentHashMap如何保证线程安全？
集合框架中的HashTable,Stack，以及同步包装集合在高并发场景下都非常低效，java提供了并发包应对高并发场景。
我是李福春，我在准备面试，今天的问题是？
java提供了哪些并发的容器？ConcurrentHashMap如何保证线程安全？
java体系中的并发容器
java体系中有如下同步容器：
1， HashTable,Stack 同步容器，内部使用sychronized关键字保证同步操作；
2，同步包装器Collections.synchronizedMap(),内部也使用sychronized关键字保证同步操作；
3，并发包提供的同步容器，比如ConcurrentHashMap , CopyOnWriteArrayList , ArrayBlockingQueue,SynchronizedQueue
ConcurrentHashMap的同步分析
为何会出现ConcurrenHashMap?
1, HashTable在高并发场景下性能低下；
2，HashMap 不是线程安全的容器；
3，同步包装器虽然使用同步方法快提升了部分性能，但是还是不适合高并发场景下的性能需求；
接下来回答问题，ConcurrentHashMap如何保证线程安全？
java7
java7版本使用的是分离锁（segment）实际上是一种再入锁（RetrantLock）来保证线程安全;
segment的数量是concurrentLevel决定，默认值是16；
扩容的时候是针对单个segment扩容的，写操作也是，修改数据的时候锁定的部分，所以比较高效；
但是后去size可能不太准确。
数据结构如下图：
java8
java8中segment依然存在，不过不起结构上的作用，只起到保证序列化的兼容性。
内部使用volatile来保证数据存储的可见性；
利用CAS操作，在特定场景下进行无锁并发操作，内部的锁实际用的是syncronized；
因为在jdk8中，syncronized已经得到性能的优化，并且对比再入锁可以减少内存消耗。
见代码：
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh; K fk; V fv;
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
// 利用CAS去进行无锁线程安全操作，如果bin是空的
if (casTabAt(tab, i, null, new Node<K,V>(hash, key, value)))
break;
}
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
else if (onlyIfAbsent // 不加锁，进行检查
&& fh == hash
&& ((fk = f.key) == key || (fk != null && key.equals(fk)))
&& (fv = f.val) != null)
return fv;
else {
V oldVal = null;
synchronized (f) {
// 细粒度的同步修改操作...
}
}
// Bin超过阈值，进行树化
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}
小结
本节回答了java提供的并发容器分类，以及ConcurrentHashMap在java7,java8中的是如何保证线程安全的。
面试官喜欢问分离锁，画一下数据结构就明确了。
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正文到此结束
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