ConcurrentHashMap（CHM）是Java為解決高并發場景下哈希表性能瓶頸而設計的線程安全容器，其核心目標在于：

• 線程安全?：避免多線程操作導致的數據不一致問題?；
• 高吞吐量?：通過細粒度鎖和無鎖化設計降低線程競爭?；
• 動態擴展?：支持自動擴容與數據結構優化（如鏈表轉紅黑樹）?；

下面我們一起詳細看看ConcurrentHashMap的細節是什么樣的

一、ConcurrentHashMap 概述

?ConcurrentHashMap（CHM）? 是 Java 并發包中實現線程安全的哈希表，其核心設計目標是?在高并發場景下兼顧性能與線程安全?。與 HashTable 的全表鎖不同，CHM 通過?分段鎖（JDK7）?和?CAS+synchronized細粒度鎖（JDK8+）? 實現高效并發控制，解決了傳統同步容器的性能瓶頸?。

二、核心工作原理

2.1 數據結構的演進

1）JDK7 分段鎖機制?

• 采用 ?Segment 數組 + HashEntry 鏈表? 的二級結構，每個 Segment 繼承 ReentrantLock，獨立管理一個子哈希表。?
• 鎖粒度?：以 Segment 為鎖單位，不同 Segment 的寫操作可并行?。?
• 缺點?：Segment 數量固定（默認16），擴容僅針對單個 Segment，無法全局動態調整?。

2）?JDK8+ 優化設計?

• Node 數組 + 鏈表/紅黑樹?：取消 Segment，直接使用 Node 數組，鏈表長度超過8時轉為紅黑樹（避免哈希沖突導致的性能退化）?。
• 鎖粒度細化?：僅對單個桶（Node 數組元素）加鎖（通過 synchronized 和 CAS），并發度更高?。

具體版本對比如下

2.2 線程安全機制

1）CAS（Compare And Swap）?：用于無鎖化更新頭節點、統計元素數量（如 sizeCtl）等場景，減少線程阻塞?。
2?）Synchronized 鎖?：針對具體桶（Node）加鎖，僅當哈希沖突時觸發，避免全局鎖競爭?。
?3）Volatile 變量?：保證內存可見性，如 Node.val 和 next 指針均用 volatile 修飾?。

2.3 JDK8實現原理和源碼解析

1）核心數據結構

// Node節點定義（鏈表結構）  
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {  final int hash;  final K key;  volatile V val;          // 保證可見性  volatile Node<K,V> next; // 保證可見性  // ...  
}  // TreeNode節點（紅黑樹結構）  
static final class TreeNode<K,V> extends Node<K,V> {  TreeNode<K,V> parent;  TreeNode<K,V> left;  TreeNode<K,V> right;  TreeNode<K,V> prev;  boolean red;  
}  

設計要點?：

1. volatile修飾?：val和next字段確保內存可見性?；
2. 樹化