给ConcurrentHashMap的循环链表画个思维导图

2023-10-13 06:10:16

在高并发场景下，为了保证HashMap的线程安全，JDK1.7版本提供了ConcurrentHashMap类。与HashMap相比，ConcurrentHashMap引入了分段锁（Segment）的机制，从而支持高并发场景下对HashMap的并发操作。在ConcurrentHashMap的内部，仍然采用数组（bucket）+链表的方式来存储键值对。当某个桶（bucket）中的元素数量超过一定阈值时，这个桶就会被转换为链表结构。今天这篇文章的主要内容，就是关于ConcurrentHashMap的循环链表。

ConcurrentHashMap的结构

ConcurrentHashMap由若干个Segment（分段）组成，每个Segment维护了一个HashTable，其中存储着键值对。Segment之间使用锁来隔离，从而实现线程安全。Segment中的HashTable使用数组（bucket）+链表的方式来存储键值对，如下图所示：

图片：ConcurrentHashMap的结构

为什么使用链表而不是数组？

在ConcurrentHashMap中使用链表而不是数组的主要原因是，链表可以更好地处理元素数量较多的情况。当元素数量较少时，数组的查找效率更高。但是，当元素数量较多时，数组的查找效率会下降。这是因为，当在数组中查找一个元素时，需要遍历整个数组。而链表则不同，在链表中查找一个元素只需要遍历到该元素所在的结点即可。因此，当元素数量较多时，链表的查找效率更高。

循环链表的实现细节

ConcurrentHashMap的循环链表是一个单向循环链表，它使用Node类来存储键值对。Node类包含三个属性：key、value和next。其中，key和value分别是键和值，next指向下一个结点。

循环链表的实现非常简单。在ConcurrentHashMap中，有一个head节点，它指向第一个结点。当需要向链表中添加一个新的结点时，只需要将新结点的next指针指向head节点，然后将head节点指向新结点即可。当需要从链表中删除一个结点时，只需要将该结点的next指针指向该结点的上一个结点即可。

循环链表的好处和局限性

循环链表的主要好处是，它可以更好地处理元素数量较多的情况。当元素数量较少时，数组的查找效率更高。但是，当元素数量较多时，数组的查找效率会下降。这是因为，当在数组中查找一个元素时，需要遍历整个数组。而链表则不同，在链表中查找一个元素只需要遍历到该元素所在的结点即可。因此，当元素数量较多时，链表的查找效率更高。

循环链表的主要局限性是，它不能像数组那样支持随机访问。这是因为，在链表中查找一个元素时，需要从头结点开始遍历。如果链表中的元素数量较多，那么查找效率就会很低。