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集合框架中的HashTable,Stack，以及同步包装集合在高并发场景下都非常低效，java提供了并发包应对高并发场景。 我是李福春，我在准备面试，今天的问题是？ java提供了哪些并发的容器？ConcurrentHashMap如何保证线程安全？

java体系中的并发容器

java体系中有如下同步容器： 1， HashTable,Stack 同步容器，内部使用sychronized关键字保证同步操作； 2，同步包装器Collections.synchronizedMap(),内部也使用sychronized关键字保证同步操作；

3，并发包提供的同步容器，比如ConcurrentHashMap , CopyOnWriteArrayList , ArrayBlockingQueue,SynchronizedQueue

ConcurrentHashMap的同步分析

为何会出现ConcurrenHashMap? 1, HashTable在高并发场景下性能低下； 2，HashMap 不是线程安全的容器； 3，同步包装器虽然使用同步方法快提升了部分性能，但是还是不适合高并发场景下的性能需求； 接下来回答问题，ConcurrentHashMap如何保证线程安全？

java7

java7版本使用的是分离锁（segment）实际上是一种再入锁（RetrantLock）来保证线程安全;segment的数量是concurrentLevel决定，默认值是16； 扩容的时候是针对单个segment扩容的，写操作也是，修改数据的时候锁定的部分，所以比较高效； 但是后去size可能不太准确。

数据结构如下图：

java8

java8中segment依然存在，不过不起结构上的作用，只起到保证序列化的兼容性。 内部使用volatile来保证数据存储的可见性； 利用CAS操作，在特定场景下进行无锁并发操作，内部的锁实际用的是syncronized； 因为在jdk8中，syncronized已经得到性能的优化，并且对比再入锁可以减少内存消耗。 见代码：

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();    int hash = spread(key.hashCode());    int binCount = 0;    for (Node
   
    [] tab = table;;) {        Node
    
      f; int n, i, fh; K fk; V fv;        if (tab == null || (n = tab.length) == 0)            tab = initTable();        else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {            // 利用CAS去进行无锁线程安全操作，如果bin是空的            if (casTabAt(tab, i, null, new Node
     
      (hash, key, value)))                break;         }        else if ((fh = f.hash) == MOVED)            tab = helpTransfer(tab, f);        else if (onlyIfAbsent // 不加锁，进行检查                 && fh == hash                 && ((fk = f.key) == key || (fk != null && key.equals(fk)))                 && (fv = f.val) != null)            return fv;        else {            V oldVal = null;            synchronized (f) {                   // 细粒度的同步修改操作...                 }            }            // Bin超过阈值，进行树化            if (binCount != 0) {                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)                    treeifyBin(tab, i);                if (oldVal != null)                    return oldVal;                break;            }        }    }    addCount(1L, binCount);    return null;}
     
    
   

小结

本节回答了java提供的并发容器分类，以及ConcurrentHashMap在java7,java8中的是如何保证线程安全的。 面试官喜欢问分离锁，画一下数据结构就明确了。

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