深入剖析 ConcurrentHashMap 核心源码，揭秘其线程安全机制

ConcurrentHashMap 作为 Java 集合框架中不可或缺的并发容器，以其高效的线程安全性和强大的并发控制能力著称。本文将带您深入 ConcurrentHashMap 的核心源码，探究其内部机制，揭秘它如何在多线程环境下确保数据的安全性和一致性。

与传统的 HashMap 相比，ConcurrentHashMap 在以下几个方面有所不同：

• 线程安全性： ConcurrentHashMap 实现了并发控制，支持多线程并发访问，而 HashMap 则不支持。
• 数据结构： ConcurrentHashMap 使用分段锁的机制对数据结构进行保护，而 HashMap 则使用单一的锁。
• 性能： 由于分段锁的机制，ConcurrentHashMap 在高并发场景下性能更优于 HashMap。

ConcurrentHashMap 的数据结构与 HashMap 类似，都由数组（Segment）和链表（Node）组成。Segment 是 ConcurrentHashMap 的最小并发单位，每个 Segment 内部维护着一个哈希表（Table）。Node 用于存储键值对。

ConcurrentHashMap 的线程安全性依赖于分段锁机制。Segment 充当了锁的角色，不同的线程可以同时获取不同 Segment 的锁，从而实现并发访问。当一个线程访问 Segment 中的数据时，其他线程无法访问该 Segment，从而保证了数据的原子性和一致性。

为了进一步提高性能，ConcurrentHashMap 采用了锁粒度优化的策略。当并发访问较低时，ConcurrentHashMap 会使用 CAS（Compare-And-Swap）操作来更新数据，从而避免不必要的锁竞争。

当向 ConcurrentHashMap 中添加键值对时，put() 方法会先计算键的哈希值，然后根据哈希值找到对应的 Segment。接下来，它会尝试使用 CAS 操作更新 Segment 中的哈希表。如果 CAS 操作成功，则添加成功；否则，它将获取 Segment 的锁，并使用传统的链表方式添加键值对。

与 put() 方法类似，get() 方法也会计算键的哈希值，然后找到对应的 Segment。接下来，它会遍历 Segment 中的哈希表和链表，查找指定的键。如果找到键，则返回对应的值；否则，返回 null。

remove() 方法与 put() 方法类似，也会计算键的哈希值并找到对应的 Segment。接下来，它会尝试使用 CAS 操作删除 Segment 中的键值对。如果 CAS 操作成功，则删除成功；否则，它将获取 Segment 的锁，并使用传统的链表方式删除键值对。