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本篇文章為大家展示了ConcurrentHashMap在Java7和中的異同點是怎樣的，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。
在 Java 8 中，對于 ConcurrentHashMap 這個常用的工具類進行了很大的升級，對比之前 Java 7 版本在諸多方面都進行了調整和變化。
從圖中我們可以看出，在 ConcurrentHashMap 內部進行了 Segment 分段，Segment 繼承了 ReentrantLock，可以理解為一把鎖，各個 Segment 之間都是相互獨立上鎖的，互不影響。相比于之前的 Hashtable 每次操作都需要把整個對象鎖住而言，大大提高了并發效率。因為它的鎖與鎖之間是獨立的，而不是整個對象只有一把鎖。
每個 Segment 的底層數據結構與 HashMap 類似，仍然是數組和鏈表組成的拉鏈法結構。默認有 0~15 共 16 個 Segment，所以最多可以同時支持 16 個線程并發操作（操作分別分布在不同的 Segment 上）。這個默認值16 可以在初始化的時候設置為其他值，但是一旦確認初始化以后，是不可以擴容的。
java 8 中，幾乎完全重寫了 ConcurrentHashMap，代碼量從原來 Java 7 中的 1000 多行，變成了現在的 6000 多行，所以也大大提高了源碼的閱讀難度。
圖中的節點有三種類型。
第一種是最簡單的，空著的位置代表當前還沒有元素來填充。
第二種就是和 HashMap 非常類似的拉鏈法結構，在每一個槽中會首先填入第一個節點，但是后續如果計算出相同的 Hash - 值，就用鏈表的形式往后進行延伸。
第三種結構就是紅黑樹結構，這是 Java 7 的 ConcurrentHashMap 中所沒有的結構。
當第二種情況的鏈表長度大于某一個閾值（默認為 8），且同時滿足一定的容量要求的時候，ConcurrentHashMap 便會把這個鏈表從鏈表的形式轉化為紅黑樹的形式，目的是進一步提高它的查找性能。
由于自平衡的特點，即左右子樹高度幾乎一致，所以其查找性能近似于二分查找，時間復雜度是 O(log(n)) 級別；反觀鏈表，它的時間復雜度就不一樣了，如果發生了最壞的情況，可能需要遍歷整個鏈表才能找到目標元素，時間復雜度為 O(n)，遠遠大于紅黑樹的 O(log(n))，尤其是在節點越來越多的情況下，O(log(n)) 體現出的優勢會更加明顯。
ConcurrentHashMap 引入紅黑樹，好處就是避免在極端的情況下沖突鏈表變得很長，在查詢的時候，效率會非常慢。而紅黑樹具有自平衡的特點，所以，即便是極端情況下，也可以保證查詢效率在 O(log(n))。
下面我們深入源碼分析。由于 Java 7 版本已經過時了，所以我們把重點放在 Java 8 版本的源碼分析上。
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
//..........
}每個 Node 里面是 key-value 的形式，并且把 value 用 volatile 修飾，以便保證可見性，同時內部還有一個指向下一個節點的 next 指針，方便產生鏈表結構。
put 方法的核心是 putVal 方法：
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
if (key == null || value == null) {
throw new NullPointerException();
}
//計算 hash 值
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K, V>[] tab = table; ; ) {
Node<K, V> f;
int n, i, fh;
//如果數組是空的，就進行初始化
if (tab == null || (n = tab.length) == 0) {
tab = initTable();
}
// 找該 hash 值對應的數組下標
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
//如果該位置是空的，就用 CAS 的方式放入新值
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node<K, V>(hash, key, value, null))) {
break;
}
}
//hash值等于 MOVED 代表在擴容
else if ((fh = f.hash) == MOVED) {
tab = helpTransfer(tab, f);
}
//槽點上是有值的情況
else {
V oldVal = null;
//用 synchronized 鎖住當前槽點，保證并發安全
synchronized (f) {
if (tabAt(tab, i) == f) {
//如果是鏈表的形式
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
//遍歷鏈表
for (Node<K, V> e = f; ; ++binCount) {
K ek;
//如果發現該 key 已存在，就判斷是否需要進行覆蓋，然后返回
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent) {
e.val = value;
}
break;
}
Node<K, V> pred = e;
//到了鏈表的尾部也沒有發現該 key，說明之前不存在，就把新值添加到鏈表的最后
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K, V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
//如果是紅黑樹的形式
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K, V> p;
binCount = 2;
//調用 putTreeVal 方法往紅黑樹里增加數據
if ((p = ((TreeBin<K, V>) f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent) {
p.val = value;
}
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
//檢查是否滿足條件并把鏈表轉換為紅黑樹的形式，默認的 TREEIFY_THRESHOLD 閾值是 8
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD) {
treeifyBin(tab, i);
}
//putVal 的返回是添加前的舊值，所以返回 oldVal
if (oldVal != null) {
return oldVal;
}
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}可以看出，方法中會逐步根據當前槽點是否初始化、空、擴容、鏈表、紅黑樹等不同情況做出不同的處理。
public V get(Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
//計算 hash 值
int h = spread(key.hashCode());
//如果整個數組是空的，或者當前槽點的數據是空的，說明 key 對應的 value 不存在，直接返回 null
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
//判斷頭結點是否就是我們需要的節點，如果是則直接返回
if ((eh = e.hash) == h) {
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
return e.val;
}
//如果頭結點 hash 值小于 0，說明是紅黑樹或者正在擴容，就用對應的 find 方法來查找
else if (eh < 0)
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
//遍歷鏈表來查找
while ((e = e.next) != null) {
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}計算 Hash 值，并由此值找到對應的槽點；
如果數組是空的或者該位置為 null，那么直接返回 null 就可以了；
如果該位置處的節點剛好就是我們需要的，直接返回該節點的值；
如果該位置節點是紅黑樹或者正在擴容，就用 find 方法繼續查找；
否則那就是鏈表，就進行遍歷鏈表查找。
Java 7 采用 Segment 分段鎖來實現，而 Java 8 中的 ConcurrentHashMap 使用數組 + 鏈表 + 紅黑樹。
Java 7 中，每個 Segment 獨立加鎖，最大并發個數就是 Segment 的個數，默認是 16。
但是到了 Java 8 中，鎖粒度更細，理想情況下 table 數組元素的個數（也就是數組長度）就是其支持并發的最大個數，并發度比之前有提高。
java 7 采用 Segment 分段鎖來保證安全，而 Segment 是繼承自 ReentrantLock。
Java 8 中放棄了 Segment 的設計，采用 Node + CAS + synchronized 保證線程安全。
Java 7 在 Hash 沖突時，會使用拉鏈法，也就是鏈表的形式。
Java 8 先使用拉鏈法，在鏈表長度超過一定閾值時，將鏈表轉換為紅黑樹，來提高查找效率。
Java 7 遍歷鏈表的時間復雜度是 O(n)，n 為鏈表長度。
Java 8 如果變成遍歷紅黑樹，那么時間復雜度降低為 O(log(n))，n 為樹的節點個數。
上述內容就是ConcurrentHashMap在Java7和中的異同點是怎樣的，你們學到知識或技能了嗎？如果還想學到更多技能或者豐富自己的知識儲備，歡迎關注億速云行業資訊頻道。
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