JDK ConcurrentHashMap 源码解析
HashMap 的线程安全性
HashMap 是线程不安全的。
为了使用线程安全的数据结构，多线程条件下，可使用 Collections.synchronizedMap 方法构造出一个同步Map，或者直接使用线程安全的 ConcurrentHashMap。
Java 7基于分段锁的ConcurrentHashMap
注：本章的代码均基于JDK 1.7.0_67
数据结构
Java 7中的ConcurrentHashMap的底层数据结构仍然是数组和链表。
与HashMap不同的是，ConcurrentHashMap最外层不是一个大的数组，而是一个Segment的数组。
每个Segment包含一个与HashMap数据结构差不多的链表数组。整体数据结构如下图所示。
寻址方式
在读写某个Key时，先取该Key的哈希值。
并将哈希值的高N位对Segment个数取模从而得到该Key应该属于哪个Segment，接着如同操作HashMap一样操作这个Segment。
为了保证不同的值均匀分布到不同的Segment，需要通过如下方法计算哈希值。
private int hash(Object k) {
int h = hashSeed;
if ((0 != h) && (k instanceof String)) {
return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
}
h ^= k.hashCode();
h += (h >> 10);
h += (h >> 6);
h += (h >> 16);
}同样为了提高取模运算效率，通过如下计算，ssize即为大于concurrencyLevel的最小的2的N次方，同时segmentMask为2^N-1。
这一点跟上文中计算数组长度的方法一致。
对于某一个Key的哈希值，只需要向右移segmentShift位以取高sshift位，再与segmentMask取与操作即可得到它在Segment数组上的索引。
int sshift = 0;
int ssize = 1;
while (ssize [] ss = (Segment[])new Segment[ssize];同步方式
Segment继承自ReentrantLock，所以我们可以很方便的对每一个Segment上锁。
对于读操作，获取Key所在的Segment时，需要保证可见性(请参考如何保证多线程条件下的可见性)。
具体实现上可以使用volatile关键字，也可使用锁。但使用锁开销太大，而使用volatile时每次写操作都会让所有CPU内缓存无效，也有一定开销。
ConcurrentHashMap使用如下方法保证可见性，取得最新的Segment。
Segment s = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(segments, u)获取Segment中的HashEntry时也使用了类似方法
HashEntry e = (HashEntry) UNSAFE.getObjectVolatile
(tab, ((long)(((tab.length - 1) & h)) [] segments = this.segments;
int size;
boolean overflow; // true if size overflows 32 bits
long sum; // sum of modCounts
long last = 0L; // previous sum
int retries = -1; // first iteration isn't retry
try {
for (;;) {
if (retries++ == RETRIES_BEFORE_LOCK) {
for (int j = 0; j seg = segmentAt(segments, j);
if (seg != null) {
sum += seg.modCount;
int c = seg.count;
if (c RETRIES_BEFORE_LOCK) {
for (int j = 0; j >> 16)) & HASH_BITS;
}同步方式
对于put操作，如果Key对应的数组元素为null，则通过CAS操作将其设置为当前值。
如果Key对应的数组元素（也即链表表头或者树的根元素）不为null，则对该元素使用synchronized关键字申请锁，然后进行操作。
如果该put操作使得当前链表长度超过一定阈值，则将该链表转换为树，从而提高寻址效率。
对于读操作，由于数组被volatile关键字修饰，因此不用担心数组的可见性问题。
同时每个元素是一个Node实例（Java 7中每个元素是一个HashEntry），它的Key值和hash值都由final修饰，不可变更，无须关心它们被修改后的可见性问题。
而其Value及对下一个元素的引用由volatile修饰，可见性也有保障。
static class Node implements Map.Entry {
final int hash;
final K key;
volatile V val;
volatile Node next;
}对于Key对应的数组元素的可见性，由 Unsafe.getObjectVolatile() 保证。
static final Node tabAt(Node[] tab, int i) {
return (Node)U.getObjectVolatile(tab, ((long)i (long)Integer.MAX_VALUE) ? Integer.MAX_VALUE :
(int)n);
}小结
HashMap 和 List 是我最喜欢的两种数据结构，简单实用。
ConcurrentHashMap 为了性能提升，都在不同的 jdk 版本中提升自己，何况你我呢？
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