Java基础知识强化之集合框架笔记76：ConcurrentHashMap之 ConcurrentHashMap简介

1. ConcurrentHashMap简介：

ConcurrentHashMap是一个线程安全的Hash Table，它的主要功能是提供了一组和Hashtable功能相同但是线程安全的方法。ConcurrentHashMap可以做到读取数据不加锁，并且其内部的结构可以让其在进行写操作的时候能够将锁的粒度保持地尽量地小，不用对整个ConcurrentHashMap加锁（实际上就是对哈希表加锁）。

2. ConcurrentHashMap的内部结构：

ConcurrentHashMap为了提高本身的并发能力，在内部采用了一个叫做Segment（桶）的结构，一个Segment其实就是一个类似Hashtable的结构（ Java基础知识强化之集合框架笔记67：Hashtable的实现原理 ），Segment内部维护了一个链表数组，我们用下面这一幅图来看下ConcurrentHashMap的内部结构：

   从上面的结构我们可以了解到，ConcurrentHashMap定位一个元素的过程需要进行两次Hash操作，第一次Hash定位到Segment，第二次Hash定位到元素所在的链表的头部，因此，这一种结构的带来的副作用是Hash的过程要比普通的HashMap要长，但是带来的好处是写操作的时候可以只对元素所在的Segment进行加锁即可，不会影响到其他的Segment，这样，在最理想的情况下，ConcurrentHashMap可以最高同时支持Segment数量大小的写操作（刚好这些写操作都非常平均地分布在所有的Segment上），所以，通过这一种结构，ConcurrentHashMap的并发能力可以大大的提高。

（1）Segment：（桶）

我们再来具体了解一下Segment的数据结构：

 static final class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {
     transient volatile int count;
     transient int modCount;
     transient int threshold;
     transient volatile HashEntry<K,V>[] table;
     final float loadFactor;
 }

详细解释一下Segment里面的成员变量的意义：

• count：Segment中元素的数量
• modCount：对table的大小造成影响的操作的数量（比如put或者remove操作）
• threshold：阈值，Segment里面元素的数量超过这个值，就会对Segment进行扩容
• table：链表数组，数组中的每一个元素代表了一个链表的头部
• loadFactor：负载因子，用于确定threshold

（2）HashEntry：（节点）

Segment中的元素是以HashEntry的形式存放在链表数组中的，看一下HashEntry的结构：

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

可以看到HashEntry的一个特点，除了value以外，其他的几个变量都是final的，这样做是为了防止链表结构被破坏，出现ConcurrentModification的情况。