ConcurrentHashMap线程安全的实现原理

最新推荐文章于 2023-07-25 10:13:40 发布
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分类专栏： Java面试知识汇总 java 面试
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一、介绍

1.概念

ConcurrentHashMap是HashMap的线程安全版本，相对 HashMap 和 Hashtable， ConcurrentHashMap 增加了 Segment 层，每个 Segment 原理上等同于一个 Hashtable， ConcurrentHashMap 为 Segment 的数组。

向 ConcurrentHashMap 中插入数据或者读取数据，首先都要讲相应的 Key 映射到对应的 Segment，因此不用锁定整个类， 只要对单个的 Segment 操作进行上锁操作就可以了。理论上如果有 n 个 Segment，那么最多可以同时支持 n 个线程的并发访问，从而大大提高了并发访问的效率。

注：hashmap的key和value可以为null，但是concurrentHashMap的key和value不能为null

2. ConcurrentHashMap 在 jdk1.7 的升级到 1.8 中的变化

  • 改进一：取消 segments 字段，直接采用 transient volatile HashEntry<K,V>[] table 保存数据，采用 table 数组元素作为锁，锁的粒度从多个 Node 级别又减小到一个 Node 级别，再度减小锁竞争，减小程序同步的部分。

  • 改进二：将原先 table 数组＋单向链表的数据结构，变更为 table 数组

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温柔的谢世杰
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ConcurrentHashMap实现线程安全的原理
fightee的博客
05-27 2013
当多个线程去访问同一个数据时，为了保证线程安全，可以进行synchronized加锁，使用CAS机制进行安全的累加。 考虑当多个线程同时去读写一个HashMap时，如何保证集合内元素的数据安全？ 假设使用synchronized加锁机制，同一时间只能有一个线程对HashMap进行put操作，效率明显是很低的，因为数组里有很多个元素，除非是对同一个元素进行put操作，否则是没必要让线程串行执行的。 一、JDK1.7中的ConcurrentHashMap 实现线程安全的原理：分段加锁 将原集合底层的数组拆分成很
ConcurrentHashMap原理详解(太细了)
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07-31 5万+
和HashMap一样，是一个存放键值对的容器。使用hash算法来获取值的地址，因此时间复杂度是O(1)。查询非常快。同时，是线程安全的HashMap。专门用于多线程环境。做插入操作时，首先进入乐观锁，然后，在乐观锁中判断容器是否初始化，如果没初始化则初始化容器，如果已经初始化，则判断该hash位置的节点是否为空，如果为空，则通过CAS操作进行插入。如果该节点不为空，再判断容器是否在扩容中，如果在扩容，则帮助其扩容。如果没有扩容，则进行最后一步，先加锁，然后找到hash。......
ConcurrentHashMap是如何保证线程安全的？
Tom弹架构
04-29 1万+
ConcurrentHashMap相当于是HashMap的多线程版本，它的功能本质上和HashMap没什么区别。因为HashMap在并发操作的时候会出现各种问题，比如死循环问题、数据覆盖等问题。而这些问题，只要使用ConcurrentHashMap就可以完美地解决。那问题来到了，ConcurrentHashMap它是如何保证线程安全的呢？ 1、JDK1.7实现原理 首先，我们来看JDK1.7中ConcurrentHashMap的底层结构，它基本延续了HashMap的设计，采用的是数组加链...
面试篇-ConcurrentHashMap的线程安全实现原理及应用
Hanko的专栏
04-07 758
ConcurrentHashMap 的扩容机制与 HashMap 类似，当存储在 ConcurrentHashMap 中的键值对的数量超过负载因子乘以散列表容量时，ConcurrentHashMap 将自动扩容。在扩容期间，ConcurrentHashMap 会将新的键值对添加到新的桶中，而不是旧的桶中。ConcurrentHashMap 中的分段锁是一种锁的设计模式，它将散列表分成多个部分（段），每个部分都有一个独立的锁。当需要修改特定桶中的键值对时，只需锁定相应的段，而不是整个散列表。
ConcurrentHashMap 是如何保证线程安全的，你知道么？
m0_73311735的博客
04-25 1593
就算有多个线程同时进行put操作，在初始化数组时使用了乐观锁CAS操作来决定到底是哪个线程有资格进行初始化，其他线程均只能等待。用到的并发技巧：volatile变量（sizeCtl）：它是一个标记位，用来告诉其他线程这个坑位有没有人在，其线程间的可见性由volatile保证。CAS操作：CAS操作保证了设置sizeCtl标记位的原子性，保证了只有一个线程能设置成功。
ConcurrentHashMap思维导图完整版
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HashTable是一个线程安全的类，它使用synchronized来锁住整张Hash表来实现线程安全，即每次锁住整张表让线程独占，相当于所有线程进行读写时都去竞争一把锁，导致效率非常低下。ConcurrentHashMap可以做到读取数据不...
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4.2 实现原理 4.3 应用场景 五、final 详解 5.1 基础 5.2 重排序规则 5.3 扩展 六、JUC 6.1 汇总 6.2 Lock框架和Tools类 6.3 并发集合 6.4 原子类 6.5 线程池 七、BlockingQueue 八、ConcurrentHashMap...
Java 并发编程原理与实战视频
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第13节从Java字节码的角度看线程安全性问题00:25:43分钟 | 第14节synchronized保证线程安全的原理（理论层面） 00:13:59分钟 | 第15节synchronized保证线程安全的原理（jvm层面）00:25:03分钟 | 第16节单例问题...
龙果 java并发编程原理实战
01-26
第14节synchronized保证线程安全的原理（理论层面）00:13:59分钟 | 第15节synchronized保证线程安全的原理（jvm层面）00:25:03分钟 | 第16节单例问题与线程安全性深入解析00:27:15分钟 | 第17节理解自旋锁，死锁...
ConcurrentHashMap是如何实现线程安全的
桐花思雨
01-17 7688
目录前言`ConcurrentHashMap` 是如何实现线程安全的初始化数据结构时的线程安全 前言 我们知道，在日常开发中使用的 HashMap 是线程不安全的，而线程安全类 HashTable 和 SynchronizedMap 只是简单的在方法上加锁实现了线程安全，效率低下，所以在线程安全的环境下我们通常会使用 ConcurrentHashMap，那么 ConcurrentHashMap 又是如何实现线程安全的呢? ConcurrentHashMap 是如何实现线程安全的 针对这个问题，可以从以下几
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ConcurrentHashMap是如何保证线程安全的
qq_46130027的博客
04-24 1791
ConcurrentHashMap相当于HashMap的多线程版本。它的功能本质上和HashMap没有什么区别，但HashMap在并发操作的时候会出现各种问题，比如死循环、数据覆盖等问题。而这些问题只要使用ConcurrentHashMap就能得到完美的解决。ReentrantLock（重入锁）是Java中提供的一种同步机制，用于实现多线程之间的互斥访问。它是一种独占锁，也就是说，在任何时候只能有一个线程持有该锁，并且其他线程必须等待锁的释放才能获取它。
ConcurrentHashMap底层详解(图解扩容)（JDK1.8）
愿万事胜意
06-13 2万+
数据结构 使用数组+链表+红黑树来实现，利用 CAS + synchronized 来保证并发更新的安全 源码分析 put方法 public V put(K key, V value) { return putVal(key, value, false); } final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { if (key == null || value == null) throw
面试官：ConcurrentHashMap是如何保证线程安全的？
zjjcchina的博客
07-25 727
1.因为粒度降低了，在相对而言的低粒度加锁方式，synchronized并不比ReentrantLock差，在粗粒度加锁中ReentrantLock可能通过Condition来控制各个低粒度的边界，更加的灵活，而在低粒度中，Condition的优势就没有了。处理Node之外，Node的一个子类ForwardingNodes也是一个重要的结构，它主要作为一个标记，在处理并发时起着关键作用，有了ForwardingNodes，也是ConcurrentHashMap有了分段的特性，提高了并发效率。
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09-08
ConcurrentHashMap线程安全的实现原理是基于分段锁的机制。它将数据分成多个Segment（段），每个Segment拥有自己的HashEntry数组作为哈希表。每个Segment都是一个独立的Hashtable，拥有自己的锁。这样可以使得多个线程同时访问不同的Segment，从而提高并发读写的效率。 在ConcurrentHashMap中，读操作不需要加锁，因此多个线程可以同时读取数据，不会产生阻塞。而写操作只需要锁定对应的Segment，而不是整个哈希表，这样可以减少锁竞争的概率，提高并发性能。这种分段锁的机制使得ConcurrentHashMap在多线程环境下能够同时进行读写操作，保证了线程安全性，并且避免了整个哈希表被锁住而导致的性能下降。 每个Segment内部使用了volatile修饰的HashEntry数组来存储键值对，这样可以保证对其的读写操作的可见性。而且在进行写操作时，只需要锁住对应的Segment，可以避免对整个哈希表的锁竞争，提高并发性能。 总结起来，ConcurrentHashMap通过将数据分成多个Segment，并给每个Segment加锁的方式来实现线程安全。这种分段锁的机制使得多个线程可以同时读取不同的Segment，并且写操作只需要锁定对应的Segment，从而提高了并发读写的效率。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span> #### 引用[.reference_title] - *1* [ConcurrentHashMap线程安全的实现原理](https://blog.csdn.net/qq_52324490/article/details/110394436)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"] - *2* [Java并发编程笔记之ConcurrentHashMap原理探究.docx](https://download.csdn.net/download/weixin_44609920/85726929)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"] - *3* [concurrenthashmap实现原理](https://blog.csdn.net/Elroy1230/article/details/123681027)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"] [ .reference_list ]

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