ConcurrentHashMap是线程安全且高效的HashMap。
深入分析一下它是如何保证安全的同时又能保证安全的操作。
我们为什么要使用concurrenthashmap呢?
因为在并发编程中hashmap可能导致程序死循环。
而使用线程安全的hashtable效率又非常低下。

1、线程不安全的HashMap
在多线程环境下,使用hashmap进行put操作可能导致程序死循环,
导致cpu的利用率会达到100%,所以在并发情况下不能使用hashmap。
为什么会这样呢?我们先来看一下hashmap的底层数据结构吧,

hashmap的底层数据结构是数组+链表
将key值进行hash得到hash值,hash值范围大概40亿,内存存不下,对数组的长度进行取模运算。

HashMap在并发执行put操作时会引起死循环,是因为多线程会导致HashMap的Entry链表形成数据结构,
一旦形成数据结构,Entry的next节点永远不为空,就会产生死循环获取Entry。
2、效率低下的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,其他线程也访问HashTable的同步方法时,会进入阻塞或轮询状态。

3、ConcurrentHashMap使用锁分段技术可有效提升并发访问率。
首先将数据分成一段一段地存储,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。

ConcurrentHashMap的结构
ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。
Segment是一种可重入锁(ReentrantLock),在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色。
HashEntry则用于存储键值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组。
Segment的结构和HashMap类似,是一种数组和链表结构。一个Segment里包含一个HashEntry
数组,每个HashEntry是一个链表结构的元素,每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,
当对HashEntry数组的数据进行修改时,必须首先获得与它对应的Segment锁。