今天我们要说的是关于集合的问题，实际上跟锁也有一定的关系，让我们来一起看看吧。

一、简介

1、是什么

ConcurrentHashMap是Java5中新增加的一个线程安全的Map集合，可以用来替代HashTable。对于ConcurrentHashMap是如何提高其效率的，可能大多人只是知道它使用了多个锁代替HashTable中的单个锁，也就是锁分离技术(Lock Stripping)。

2、为什么

为什么不用HashMap

hashmap本质数据加链表。根据key取得hash值，然后计算出数组下标，如果多个key对应到同一个下标，就用链表串起来，新插入的在前面。而且hashmap在单线程情况下效率较高。

但是在多线程环境下，使用Hashmap进行put操作会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用HashMap。

为什么不用HashTable

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时，其他线程访问HashTable的同步方法时，可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

为什么要用ConcurrentHashMap

HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因，是因为所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁，那假如容器里有多把锁，每一把锁用于锁容器其中一部分数据，那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时，线程间就不会存在锁竞争，从而可以有效的提高并发访问效率，这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术，首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。

二、深入解析

1、结构图解析

ConcurrentHashMap和Hashtable主要区别就是围绕着锁的粒度以及如何锁,可以简单理解成把一个大的HashTable分解成多个，形成了锁分离。而Hashtable的实现方式是—锁整个hash表

从图中可以看到，ConcurrentHashMap内部分为很多个Segment，每一个Segment拥有一把锁，然后每个Segment(继承ReentrantLock)下面包含很多个HashEntry列表数组。对于一个key，需要经过三次(为什么要hash三次下文会详细讲解)hash操作，才能最终定位这个元素的位置，这三次hash分别为：

对于一个key，先进行一次hash操作，得到hash值h1，也即h1 = hash1(key)；

将得到的h1的高几位进行第二次hash，得到hash值h2，也即h2 = hash2(h1高几位)，通过h2能够确定该元素的放在哪个Segment；

将得到的h1进行第三次hash，得到hash值h3，也即h3 = hash3(h1)，通过h3能够确定该元素放置在哪个HashEntry。

2、实现原理

ConcurrentHashMap把Map分成了N个Segment(默认16)，其中Segment是线程同步的，相当于分成了N个Hashtable。当实现Put方法时，在key值经过正常的hash后，还要再经过一次segmentForHash算法，用来分配具体防盗哪个Segment。后来的线程如果经过计算也是放在这个Segment下，则需要先获取锁，如果计算得出应该放在其他的Segment，则正常执行，不会影响效率，以此实现线程安全。ConcurrentHashMap使用锁分离技术，只要多个修改操作不发生在同一个Segment上，它们就可以并发进行。

有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁。这里“按顺序”是很重要的，否则极有可能出现死锁，在ConcurrentHashMap内部，段数组是final的，并且其成员变量实际上也是final的，但是，仅仅是将数组声明为final的并不保证数组成员也是final的，这需要实现上的保证。这可以确保不会出现死锁，因为获得锁的顺序是固定的。

3、源码详解

这里不再细说，网上有很多。推荐Java并发包学习八]深度剖析ConcurrentHashMap

总结：

这个类其实在我们项目中的缓存使用到了，利用ConcurrentHashMap来存放一些常用的信息，由于是在并发的情况下使用，考虑到性能的问题，优先选用ConcurrentHashMap类。不过我建议大家还是要多看看源码，从中会受益很多。