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HashMap源码分析系列 -- 第四弹：HashMap多线程解决方案

2020-09-05 15:38 891 查看

HashMap源码分析系列 – 第五弹:HashMap的线程安全问题解决方案

从今天起，争取一周之内整理完HashMap有关的各种问题。网上有很多HashMap的源码分析的帖子，我看了一些。当然也有写的非常好的，不过大多的源码分析帖企图一篇文章就把问题讲完，有时候看起来就很混乱。而且贴了较多的源码。这里我准备分为6个部分，分别上传五篇篇博文，希望用更清晰的方式，来总结HashMap的相关问题。

六个部分

前言

我们知道Jdk1.7有，HashMap链表死循环问题，属于严重的BUG。那么Jdk1.8采用头插法，不会出现链表死循环的问题，那么1.8就没有线程安全问题吗？

我们知道线程安全问题会出现在修改数据的情况下，比如put，remove方法，都会出现线程安全问题。

举个例子：

两个线程A、B都在进行put操作，并且hash函数计算出的插入下标是相同的，当线程A执行完第六行代码

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

后由于时间片耗尽导致被挂起，而线程B得到时间片后在该下标处插入了元素，完成了正常的插入，然后线程A获得时间片，由于之前已经进行了hash碰撞的判断，所有此时不会再进行判断，而是直接进行插入，这就导致了线程B插入的数据被线程A覆盖了，从而线程不安全。

解决方案

使用并发环境安全的集合框架

Hashtable

public class Hashtable<K,V>
extends Dictionary<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable {
}

简单看一下源码

我们看到，Hashtable是用synchronized关键字保证线程安全的。

强化HashMap

使用Collections工具类的synchronizedMap方法，将HashMap改造为一个线程安全的Map。

Collections.synchronizedMap(new HashMap<String,String>());

简单看一下源码

public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m) {
return new SynchronizedMap<>(m);
}

我们看到这个方法无非就是原来的方法进一步包装，多了一个synchronized关键字，和Hashtable原理一样。

ConcurretnHashMap

在ConcurrentHashMap中有个重要的概念就是Segment。我们知道HashMap的结构是数组+链表形式，从图中我们可以看出其实每个segment就类似于一个HashMap。Segment包含一个HashEntry数组，数组中的每一个HashEntry既是一个键值对，也是一个链表的头节点。在ConcurrentHashMap中有2的N次方个Segment，共同保存在一个名为segments的数组当中。可以说，ConcurrentHashMap是一个二级哈希表。在一个总的哈希表下面，有若干个子哈希表。
为什么说ConcurrentHashMap的性能要比HashTable好，HashTables是用全局同步锁，而CconurrentHashMap采用的是锁分段，每一个Segment就好比一个自治区，读写操作高度自治，Segment之间互不干扰。