浅谈--ConcurrentHashMap的分段锁与CAS和synchronized

分段锁

JDK1.7时ConcurrentHashMap使用的是分段锁来实现线程安全的。

设计的核心思想

数据分片与独立锁

将整个哈希表划分为多个逻辑段(Segment)，每个段都独立维护一个哈希桶数组并配备一把锁(ReentrantLock)

优点：可以并行操作不同逻辑段

读写分离优化

读操作无锁：依赖volatile修饰HashEntry.value和next指针保证可见性。

写操作分段锁：对目标段加锁。

操作流程 -- 写

1、计算键的哈希值，通过hash%segments.length确定目标段。

2、获取目标段的锁。

3、在段内的哈希桶中插入或更新节点。

4、释放锁。

CAS+synchronized

JDK1.8之后使用的是CAS+synchronized。

分段锁的缺点

1、锁的粒度还是不够小。

2、内存分配不均，段数量固定可能导致部分段负载过高，其他段空闲。

设计的核心思想

以桶为粒度

从段级缩小到桶级，并发度显著提升。

操作流程 -- 写

1、计算键的哈希值，通过hash%entry.length确认目标桶。

2、如果发现目标桶为null，则使用CAS保证线程安全；如果发现目标桶不为null，则使用synchronized。

3、更新或插入

4、释放锁