ConcurrentHashMap原理

一，使用场景

当需要一个多线程并发的环境下使用的Map的时候，需要一个高效运行正确的Map时，可以使用ConcurrentHashMap，平时单线程环境下，可以使用HashMap,但当其在多线程并发访问时会出错，因为其没有针对多线程并发的环境进行处理的逻辑，还有一个Map的子类是Hashtable，这个类可以在多线程环境下使用，下面是其中一些源码：

可以看到，使用频繁的put和get方法使用synchronized修饰来保证同步，锁对象是整个对象，同一时间只能有一个线程访问同一个对象，显然，这是比较低效的，例如，假如两个线程访问get方法，并没有修改内容，但也会令其中一个线程阻塞。

为了能更高效地使用Map,那么ConcurrentHashMap是比较优秀的工具

二，ConcurrentHashMap原理

ConcurrentHashMap 的锁分段技术可有效提升并发访效率，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，线程问就不会存在锁竞争、从而可以有效提高并发访问效率，这就是ConcurentlasMap所使用的锁分段技术。首先将数据分成段一段地存储，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。

三，ConcurrentHashMap的结构(Jdk 1.8)

ConcurrentHashMap 包含一个Node 数组：

Node 存储具体的键值对：

可以看到Node有一个next的成员变量，可知Node可以形成一个链表结构，整个ConcurrentHashMap存储结构大体如下：

从左往右是一个数组，每个数组又是一个链表。

首先看put方法：

前面提到的锁分段技术在这里可以体现出来，看重点 Node  f；

由上面介绍可知，ConcurrentHashMap包含一个Node数组，ConcurrentHashMap进行put一个值时，首先根据key寻找适合的位置，代码是：

f =tabAt(tab, i = (n -1) & hash)

这是在ConcurrentHashMap的Node数组里面找出一个值，这个值是Node  f，这个值同时也在它的链表的开头，这时，因为是并发操作，可以以Node  f为锁，锁住这个链表，同时也锁住ConcurrentHashMap的Node数组的其中一个值，然后在这个链表里面进行插入操作。

当多个线程进行put操作且定位到不同的链表时，就可以并发操作，提高了效率。

在看get方法：

因为只是读取值，没有修改值，所以不需要同步，但是，读取值时可能另外一个线程正在更新值，为了保证当前线程能及时读取最新值，在Node类可以看到：

值val被volatile修饰，解决了这个更新问题

四，序列化

Map高度依赖key.hashCode()方法返回的值，而这个值与本地机器严重相关，序列化是不能直接镜像对象进行传输，可以看ConcurrentHashMap的序列化方式：

可以看到，就是把一个二维的Node数组一个个地写到流ObjectOutputStream中去，这时没有的数组和链表的结构了，