深⼊浅出ConcurrentHashMap详解

### ConcurrentHashMap工作原理 ConcurrentHashMap 是 Java 中支持高并发访问的哈希表实现。其内部结构设计旨在提高多线程环境下的读写效率。 #### 高效的并发控制机制 为了减少争用并提升性能，ConcurrentHashMap 将整个映射分割成多个部分来管理锁定[^2]。具体来说： - **分段锁(Segment)**：每个 Segment 实际上是一个小型的独立哈希表，并且拥有自己的 ReentrantLock 可重入锁实例。这意味着不同 Segments 上的操作可以完全并行执行而互不干扰。 - **细粒度锁定**：当更新某个特定位置的数据项时，只需要对该位置所属的那个 Segment 加锁即可，而不是像 Hashtable 或 synchronized Map那样对整个容器加全局锁。 随着 JDK 版本演进，在JDK 1.8之后版本中，ConcurrentHashMap 的底层实现了优化调整[^3]。新版本移除了显式的 Segment 结构，转而采用了更高效的 CAS (Compare And Swap) 操作配合 Node 节点组成的链表/红黑树来进行同步处理。 #### 近似统计特性 对于 size() 和 isEmpty() 等查询操作，考虑到频繁调用可能带来的性能影响，ConcurrentHashMap 并不会每次都遍历所有元素以获取最准确的结果。相反，它采取了一种基于采样的估算方式来快速给出接近真实情况的答案[^1]。 ### 使用方法详解 下面是一些关于如何创建、填充以及安全地迭代 ConcurrentMap 的基本指导： ```java import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; public class Example { public static void main(String[] args){ // 创建一个新的空ConcurrentHashMap ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); // 插入键值对 map.put("one", 1); map.putIfAbsent("two", 2); // 如果不存在则插入 // 获取指定key对应的value System.out.println(map.get("one")); // 删除条目 map.remove("one"); // 安全地替换现有entry(仅当旧值匹配时才成功) boolean replaced = map.replace("two", 2, 3); System.out.println(replaced ? "Replacement successful." : "No replacement made."); // 执行批量操作而不担心竞态条件 map.computeIfPresent("three",(k,v)->v*2); map.merge("four",4,(oldVal,newVal)->newVal+10); // 遍历map中的每一个entry for(Map.Entry<String,Integer> entry : map.entrySet()){ String key = entry.getKey(); int value = entry.getValue(); System.out.printf("%s=%d\n",key,value); } } } ```