ConcurrentHashMap为什么放弃分段锁

ConcurrentHashMap在早期版本中使用了分段锁的机制来保证并发安全性。每个段（Segment）都是一个独立的锁，用于保护一部分数据。这样可以降低锁的粒度，提高并发性能。

然而，随着时间的推移，分段锁机制在某些场景下表现出了一些问题。其中一个主要问题是，分段锁在高并发情况下可能会导致线程间频繁地竞争锁，从而降低了并发性能。另外，分段锁还会占用较多的内存空间。

为了解决这些问题，JDK 8中的ConcurrentHashMap引入了一种新的数据结构，称为CAS数组（Compare and Swap）。CAS数组通过使用无锁的方式来实现并发安全性，避免了锁的竞争和内存占用问题。

CAS数组的基本思想是，将整个哈希表分成多个桶，每个桶中包含多个键值对。每个桶都通过CAS操作来实现并发安全性。这种方式可以提高并发性能，并减少内存占用。

因此，ConcurrentHashMap放弃了早期版本的分段锁，转而采用CAS数组来保证并发安全性。这种改进使得ConcurrentHashMap在高并发场景下具有更好的性能和扩展性。

相关问题

JAVA8的ConcurrentHashMap为什么放弃了分段锁?

在Java 8之前，ConcurrentHashMap使用了分段锁（Segment）来实现并发访问。每个Segment实际上是一个独立的哈希表，不同的线程可以同时访问不同的Segment，从而提高并发性能。

然而，Java 8中的ConcurrentHashMap对内部实现进行了重大改进，放弃了分段锁的设计。主要原因有以下几点：

1. 分段锁带来了额外的复杂性：分段锁需要维护多个Segment，并且在进行扩容时需要迁移数据，这增加了实现的复杂性和维护的成本。

2. 分段锁存在锁粒度较大的问题：在高并发情况下，多个线程可能需要竞争同一个Segment的锁，导致性能瓶颈。

3. 分段锁无法保证全局一致性：虽然每个Segment都是独立的，但在某些操作（如size()方法）需要获取所有Segment的锁，这可能导致阻塞和性能下降。

为了解决以上问题，Java 8中的ConcurrentHashMap采用了一种全新的设计，即使用CAS（Compare and Swap）操作和synchronized关键字来实现并发控制。它将整个哈希表分成多个桶（buckets），每个桶下面可以有多个节点。每个节点都是一个链表或者红黑树，用于解决哈希冲突。

这种设计的优势在于：

1. 锁粒度更细：每个桶都可以独立进行并发操作，不同的线程可以同时访问不同的桶，提高了并发性能。

2. 没有全局锁：不需要获取所有桶的锁来执行某些操作，避免了阻塞和性能下降。

3. 更好的扩展性：在扩容时，只需要对部分桶进行迁移，而不是整个哈希表，减少了迁移数据的开销。

总结来说，Java 8的ConcurrentHashMap放弃了分段锁的设计，采用了更加简单高效的设计方案，提高了并发性能和可扩展性。

concurrenthashmap分段锁 分段标准

ConcurrentHashMap是Java中线程安全的哈希表实现，它采用分段锁技术来实现并发访问。具体而言，将整个哈希表分成多个段（Segment），每个段都是一个独立的哈希表，拥有自己的锁。这样，当多个线程同时访问哈希表时，它们只需要互斥地竞争同一个段的锁，而不需要等待其他线程访问不同的段。这样可以有效地提高并发性能。

分段的标准是根据哈希表的size和concurrencyLevel来确定的。具体而言，如果指定了concurrencyLevel，那么哈希表就会被分成concurrencyLevel个段；否则，哈希表会被分成默认的16个段。每个段的大小大约是整个哈希表大小的1/concurrencyLevel。这样可以保证每个段的大小适中，不会过大或过小，从而提高哈希表的并发性能。