ConcurrentHashMap乐观锁
时间: 2025-02-13 10:18:03 浏览: 29
### ConcurrentHashMap 中乐观锁的实现原理
在 Java 8 及之后版本中,`ConcurrentHashMap` 结构由数组加链表再加红黑树组成[^1]。当涉及到更新操作时,为了提高性能并减少锁定范围,采用了 CAS (Compare And Swap) 技术配合 `Unsafe` 类来完成无锁化操作。
#### 乐观锁机制的核心在于:
- **CAS 操作**:通过比较内存位置处的实际值与预期旧值是否相等来进行原子性修改;如果两者相同,则设置新值成功返回 true;否则失败返回 false。
- **自旋等待**:当尝试执行写入动作遇到冲突时(即当前线程期望的状态不匹配),不是立即阻塞其他请求,而是在一定次数内循环重试直到能够顺利提交更改为止。
对于 `ConcurrentHashMap` 来说,在进行插入、删除或替换键值对的过程中会利用上述两种方式确保多线程环境下的安全性而不必完全依赖传统的互斥锁。
```java
// 插入元素的例子展示如何使用 optimistic locking
public V putIfAbsent(K key, V value) {
return U.compareAndSetObject(nodeArray, offset, expectedValue, newValue);
}
```
此代码片段展示了 `putIfAbsent()` 方法内部可能调用了基于硬件指令级别的 compare-and-swap 函数 (`compareAndSetObject`) 来安全地向哈希映射添加新的条目。
### 使用方法
开发者可以直接调用 `computeIfAbsent`, `merge` 或者 `replace` 等高级 API 接口,这些接口都内置了对并发场景的支持,并且可以方便地处理复杂的业务逻辑。例如下面这段简单的例子说明了怎样运用 `computeIfAbsent` 完成条件性的赋值工作:
```java
Map<Integer, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
String result = map.computeIfAbsent(10, k -> "value-" + k);
System.out.println(result); // 输出: value-10
```
在这个案例里,只有当指定的键不存在时才会计算给定的映射函数并将结果存入集合之中。
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