ConcurrentHashMap的通俗解释

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相信每个JAVA程序员都了解HashMap，最大的问题是线程不安全，因为方法中不涉及到同步，也正因为如此，HashMap的效率非常高，在不涉及线程安全的程序中广泛被应用。然而当涉及到多线程作业时，就会出现一些问题。为了解决这些问题JAVA提供了Hashtable，这是一种整体加锁的数据结构，然而效率不敢恭维。这时候就有了ConcurrentHashMap。

一个例子说明三者关系：
前提：某个卫生间共有16个隔间。

HashMap：每个隔间都没锁门，有人想上厕所，管理员指给他一个隔间，里面没人的话正常用，里面有人的话把这个人赶出来然后用。
优点，每个人进来不耽误都能用；缺点，每一个上厕所的人都有被中途赶出来的危险。

Hashtable：在卫生间外面安装一个大门，有人想上厕所，问管理员要一个钥匙进门，把门反锁用，用完后出来，把钥匙交换给管理员。在这个人上厕所期间，其他所有人都必须在外面排号。
优点，每个人都能安心上完厕所；缺点，卫生间外面可能已经出了人命。 =_=

ConcurrentHashMap：在卫生间每个隔间安装门锁，有人想上厕所，管理员指给他一个隔间，进来后这个隔间如果没人在用则直接用，如果有人正在用，则排号。在这期间其他人会按规则分到不同的隔间，重复上述行为。
优点：每个人都能安心上厕所，外面排队的也被均匀分摊。缺点：。。。

ConcurrentHashMap实现的原理
ConcurrentHashMap把Map分成了N个Segment（默认16），其中Segment是线程同步的，相当于分成了N个Hashtable。当实现Put方法时，在key值经过正常的hash后，还要再经过一次segmentForHash算法，用来分配具体防盗哪个Segment。后来的线程如果经过计算也是放在这个Segment下，则需要先获取锁，如果计算得出应该放在其他的Segment，则正常执行，不会影响效率，以此实现线程安全。ConcurrentHashMap使用锁分离技术，只要多个修改操作不发生在同一个Segment上，它们就可以并发进行。
有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁。这里“按顺序”是很重要的，否则极有可能出现死锁，在ConcurrentHashMap内部，段数组是final的，并且其成员变量实际上也是final的，但是，仅仅是将数组声明为final的并不保证数组成员也是final的，这需要实现上的保证。这可以确保不会出现死锁，因为获得锁的顺序是固定的。

参考资料

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