深入理解java：2.3.3. 并发编程concurrent包 之容器ConcurrentHashMap

线程不安全的HashMap

因为多线程环境下，使用Hashmap进行put操作会引起死循环，导致CPU利用率接近100%，所以在并发情况下不能使用HashMap。

效率低下的HashTable容器

HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。

因为当一个线程访问HashTable的同步方法时，其他线程访问HashTable的同步方法时，可能会进入阻塞或轮询状态。

如线程1使用put进行添加元素，线程2不但不能使用put方法添加元素，并且也不能使用get方法来获取元素，所以竞争越激烈效率越低。

ConcurrentHashMap的锁分段技术

HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因，是因为所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁。

那假如容器里有多把锁，每一把锁用于锁容器其中一部分数据，那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时，线程间就不会存在锁竞争，从而可以有效的提高并发访问效率，这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术。

首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。

Segment是一种重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，

HashEntry则用于存储键值对数据。

一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，  每个Segment守护者一个HashEntry数组里的元素,

当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。

 

ConcurrentHashMap使用方法：

虽然ConcurrentHashMap是线程安全的，如果你只调用get（），或只调用put（）时，ConcurrentHashMap是线程安全的。

但是，在你调用完get后，调用put之前，如果有另外一个线程调用了put(name, x)，你再去执行put(name,x)，就很可能把前面的操作结果覆盖掉了。

所以，即使在线程安全的情况下，你还是有可能违反原子操作的规则。

当然可以用 锁 解决这个问题，但性能受到很大影响。

另一种思路，也可以使用ConcurrentMap定义的循环CAS方法：

public static void demo1() {
    final Map<String, Integer> count = new ConcurrentHashMap<>();
    Runnable task = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            Integer oldValue, newValue;
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                while (true) {
                    oldValue = count.get("a");
                    if (null == oldValue) {
                        newValue = 1;
                        if (count.putIfAbsent("a", newValue) == null) {
                            break;
                        }
                    } else {
                        newValue = oldValue + 1;
                        if (count.replace("a", oldValue, newValue)) {
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    };
    new Thread(task).start();
    new Thread(task).start();
}

还一种思路，也可以使用Atomic原子操作方法（本质也是循环CAS）：