2024年3月10日发(作者：)
concurrenthashmap底层实现原理
ConcurrentHashMap是Java中线程安全的哈希表实现，它可以支持
高并发的读写操作。其底层实现原理涉及到数据结构、锁机制、哈希算法
等方面。
一、数据结构：
ConcurrentHashMap底层采用了数组+链表+红黑树的数据结构。在
JDK1.8以前，它是基于分段锁(Segment)实现的，每个Segment相当于一
个小的HashMap，互相独立，可以并发读写。JDK1.8以后，引入了CAS操
作和synchronized关键字实现，并发读写操作。
二、数组和链表：
ConcurrentHashMap使用一个称为segments的Segment数组来存储
数据，每个Segment有自己的hash表，相对独立的进行并发操作。
Segment继承了ReentrantLock，并且每个Segment都有一个锁来控制对
它的访问。Segment内部由HashEntry数组来保存键值对。
当一个键值对要被插入或者查找的时候，它首先被Hash算法映射到
一个Segment的索引位置。这个Segment就是这个键值对所属的Segment，
然后在Segment内部进行操作。如果多个键值对映射到同一个Segment时，
它们会被形成一个链表的方式存储。
三、红黑树：
为了提高键值对查找的效率，ConcurrentHashMap在JDK1.8之后引
入了红黑树的概念。当一些Segment内的链表长度超过一个阈值时，链表
会被转化为红黑树。红黑树的查找时间复杂度为O(log n)，效率要远远
高于链表的线性查找。
四、锁机制：
在JDK1.8之前，ConcurrentHashMap使用分段锁机制。每个Segment
内部都维护了一个ReentrantLock对象，并且对于每个插入或者查找操作，
需要先获取对应的Segment的锁，然后才能进行操作。
五、哈希算法：
ConcurrentHashMap使用哈希算法来确定键值对的存储位置。当插入
或者查找一个键值对时，首先需要通过哈希算法确定它所属的Segment，
然后再在Segment内部进行操作。
在计算哈希值的过程中，ConcurrentHashMap会使用传统的位运算和
取模操作来保证哈希值的均衡性。保证哈希值的均衡性可以更好地利用数
组来存储键值对，在查找时能够快速定位到对应的位置。
综上所述，ConcurrentHashMap的底层实现原理涉及到数据结构、锁
机制、哈希算法等方面。通过使用Segment、数组+链表+红黑树的数据结
构，维护并发的读写操作。同时，使用锁机制和CAS操作来保证数据的一
致性以及并发操作的效率。最后，通过哈希算法来确定键值对的存储位置，
提高查找的效率。这些特性使得ConcurrentHashMap成为Java中使用最
广泛的线程安全的哈希表实现之一
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