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Jdk中线程安全的集合类汇总学习

ConcurrentHashMap原理

ConcurrentHashMap是线程安全且高效的HashMap集合。在工作环境中并发与多线程是难免的，这时候类似HashMap这样的线程不安全的集合就不能胜任，为了满足在多线程场景下安全高效的开发，ConcurrentHashMap应运而生。

两个问题：

1.为什么HashMap在多线程下不安全？

HashMap在多线程环境下进行put操作会引起死循环，导致cpu的利用率达到100%

2.是什么导致的不安全的事情发生？

HashMap在并发执行put操作时，导致HashMap的Entry链表形成环形数据结构，然后Entry的next一直有值，永远向下获取。

这里提一嘴，HashTable虽然具有线程安全的特点，但是由于锁的粒度非常大，将整个数组都加上了锁，在多线程对table读写操作时竞争非常激烈，严重影响性能。所以HashTable虽然是线程安全的，但是效率十分低下，一般不会被使用。

在jdk1.7中，ConcurrentHashMap使用了锁分段的技术，将HashMap数组分成一段一段加锁，在并发访问不同段的数据时，每个线程可以获取每段上自己的锁，数据段之间互不影响。

 

 

Segment数组是需要获取的可重入锁，HashEntry是每一个锁下的数据段，与HashMap的数据结构相似，由数组加链表组成，这样就完成了对HashMap数组加分段锁，每次想要对数据段的内容进行操作，就需要首先获得相应的可重入锁。

Jdk1.8后，ConcurrentHashMap变成了数组+链表+红黑树的结构，锁的粒度调整为每个链表的头结点，定位节点的hash算法简化了，这样会加大hash冲突，所以当链表中的元素个数超过8个的时候，链表转换成红黑树进行存储。采用Node+CAS+Synchronized保证安全并发。