concurrenthashmap是怎么上锁的

ConcurrentHashMap 是一种线程安全的哈希表，它的并发性能很高，主要是通过分段锁来实现的。具体来说，ConcurrentHashMap 内部维护了一个 Segment 数组，每个 Segment 都是一个独立的哈希表，它们之间并不互斥，因此多个线程可以同时访问不同的 Segment。每个 Segment 里面的操作都是线程安全的，具体实现是通过 ReentrantLock 来保证的。

当我们要对 ConcurrentHashMap 进行修改操作时，首先需要根据 key 的 hash 值定位到对应的 Segment，然后再对该 Segment 上锁，从而保证同一时刻只有一个线程能够修改该 Segment 中的内容。在对 Segment 上锁的过程中，如果发现该 Segment 正在被其他线程占用，则会通过自旋等待的方式来尝试获取锁，直到获取锁成功为止。这样，就能够保证多个线程之间的并发修改不会出现冲突，从而实现了线程安全的哈希表。

相关问题

concurrenthashmap的分段锁理念

### ConcurrentHashMap 的分段锁实现原理

#### 分段锁的设计理念
为了提升并发性能并保持线程安全性，`ConcurrentHashMap`采用了分段锁（Segment Locking）策略。通过将整个哈希表分割成多个部分（称为 Segments），每个 Segment 都有自己的锁定机制，在执行写入操作时只针对特定的 Segment 加锁，而不是全局加锁。

这种设计使得不同的线程可以在同一时间修改不同 Segment 中的数据项而互不干扰，从而显著提高了多线程环境下的吞吐量[^2]。

#### 数据结构概述
在 JDK 1.8 版本之前，`ConcurrentHashMap` 使用 `Segment[]` 数组作为顶层容器，其中每一个元素都是一个类似于传统 HashMap 结构的对象。具体来说：

- **Segment 数组**：数组长度通常是2的幂次方数，默认大小为16。
- **HashEntry 列表**：每个 Segment 维护着若干条链表或红黑树形式存储实际 key-value 映射关系的节点列表。

static final class HashEntry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    volatile V value;
    volatile HashEntry<K,V> next;

    HashEntry(int hash, K key, V value, HashEntry<K,V> next) {
        this.hash = hash;
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next;
    }
}

此代码片段展示了早期版本中用于表示单个散列映射实体的内部静态类定义[^4]。

#### 锁定粒度控制
对于插入、更新以及删除等可能引起状态变化的操作而言，程序只会对涉及的那个特定 segment 上施加独占式的写锁；而对于单纯的读取请求，则允许其自由穿越各个 segments 而无需等待任何锁资源释放出来即可完成查询工作。这样的安排既保障了必要的同步约束条件得以满足，又尽可能减少了因竞争所造成的阻塞现象发生概率[^3]。

#### 扩容处理方式
随着负载增加，当某个segment内的bucket数目达到一定阈值之后就会触发扩容流程。值得注意的是，这里的扩展动作并不是一次性覆盖全部区域而是逐一分配给各独立单元去单独负责完成各自的调整过程。因此即使是在大规模数据集上也能维持较好的响应速度和稳定性表现。

ConcurrentHashMap分段锁技术

ConcurrentHashMap使用了分段锁技术来提高并发性能。它将整个Map分成了多个Segment，每个Segment都是一个独立的Hash表，可以理解为小型的HashMap。

在读写操作时，每个Segment只会锁住自己的部分，而不会影响其他Segment。这样可以使得多个线程同时操作不同的Segment，从而提高并发性能。

具体实现上，ConcurrentHashMap使用了一种叫做"锁分段"（lock striping）的技术。每个Segment都有自己的锁，当一个线程访问某个Segment时，只需要锁住该Segment，而不需要锁住整个Map，这样其他线程仍然可以并发地访问其他Segment。

通过使用分段锁技术，ConcurrentHashMap在保证线程安全的同时，也实现了较好的并发性能。不同的线程可以同时访问不同的Segment，从而减少了竞争和阻塞，提高了吞吐量和并发度。