ConCurrentHashMap 知识点总结


通过分析Hashtable就知道,synchronized是针对整张Hash表的,即每次锁住整张表让线程独占,ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行,其关键在于使用了锁分离技术。它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分,每个段其实就是一个小的hash table,它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上,它们就可以并发进行。

有些方法需要跨段,比如size()和containsValue(),它们可能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。


 一、结构解析



对比上图,HashTable实现锁的方式是锁整个hash表,而ConcurrentHashMap的实现方式是锁桶(简单理解就是将整个hash表想象成一大缸水,现在将这大缸里的水分到了几个水桶里,hashTable每次都锁定这个大缸,而ConcurrentHashMap则每次只锁定其中一个 桶)。

    ConcurrentHashMap将hash表分为16个桶(默认值),诸如get,put,remove等常用操作只锁当前需要用到的桶。试想,原来 只能一个线程进入,现在却能同时16个写线程进入,并发性的提升是显而易见的。


   ConcurrentHashMap和Hashtable主要区别就是围绕着锁的粒度以及如何锁,可以简单理解成把一个大的HashTable分解成多个,形成了锁分离。
而Hashtable的实现方式是---锁整个hash表


ConCurrentHashMap remove()方法    

当对ConcurrentHashMap进行remove操作时,并不是进行简单的节点删除操作,对比上图,当对ConcurrentHashMap的一个segment也就是一个桶中的节点进行remove后,例如删除节点C,C节点实际并没有被销毁,而是将C节点前面的反转并拷贝到新的链表中,C节点后面的不需要被克隆。这样来保持并发的读线程不受并发的写线程的干扰。例如现在有一个读线程读到了A节点,写线程把C删掉了,但是看上图,读线程仍然可以继续读下去;当然,如果在删除C之前读线程读到的是D,那么更不会有影响。ConcurrentHashMap中删除一个节点并不会立刻被读线程感受到的效果,就是传说中的弱一致性,所以ConcurrentHashMap的迭代器是弱一致性迭代器。下面是删除的图:



    

那为什么是倒序的呢?

是因为hashentry 结构的额不可变性,即第一次设置next属性之后就不在改变,所以是需要克隆下来的,但是你要删除C点你肯定是从C忘头结点走、

ConcurrentHashMap完全允许多个读操作并发进行,读操作并不需要加锁。如果使用传统的技术,如HashMap中的实现,如果允许可以在hash链的中间添加或删除元素,读操作不加锁将得到不一致的数据。ConcurrentHashMap实现技术是保证HashEntry几乎是不可变的。

HashEntry代表每个hash链中的一个节点,其结构如下所示:

 static final class HashEntry<K,V> {  

     final K key;  
     final int hash;  
     volatile V value;  
     final HashEntry<K,V> next;  
 }  
 

可以看到除了value不是final的,其它值都是final的,这意味着不能从hash链的中间或尾部添加或删除节点,因为这需要修改next 引用值,所有的节点的修改只能从头部开始。对于put操作,可以一律添加到Hash链的头部。但是对于remove操作,可能需要从中间删除一个节点,这就需要将要删除节点的前面所有节点整个复制一遍,最后一个节点指向要删除结点的下一个结点。


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