面试之CurrentHashMap的底层原理

**面试之CurrentHashMap的底层原理**

在Java世界中，`ConcurrentHashMap` 是一个非常重要的类，它提供了对哈希表的并发访问和修改能力。作为一名开发者，如果你想深入了解 `ConcurrentHashMap` 的底层原理，那么这篇文章就是为你准备的。

**什么是ConcurrentHashMap**

`ConcurrentHashMap` 是一个线程安全的哈希表，它提供了对哈希表的并发访问和修改能力。它的主要目的是为了解决在多线程环境下使用 `HashMap` 时可能出现的死锁问题。

**ConcurrentHashMap 的底层原理**

`ConcurrentHashMap` 的底层原理基于一个叫做"Segment"的概念。每个 Segment 都是一个小型哈希表，它们是独立的，并且可以被多线程访问和修改。

下面是 `ConcurrentHashMap` 的基本结构：

javapublic class ConcurrentHashMap {
 // Segment 数组，存储所有 Segment 对象 private transient volatile Segment[] segments;

 // Segment 数组大小 private static final int INITIAL_CAPACITY =16;
 private static final int MAXIMUM_CAPACITY =1 << 30;

 // Segment 类型 public static class Segment extends ReentrantLock implements Serializable {
 // Entry 数组，存储所有 Entry 对象 transient volatile Node[] table;

 // Entry 数组大小 private int threshold;

 // Entry 数组容量 private int modCount;
 }
}

**Segment 的作用**

每个 Segment 都是一个小型哈希表，它们是独立的，并且可以被多线程访问和修改。Segment 的主要作用是：

* 提供对哈希表的并发访问和修改能力。
* 解决在多线程环境下使用 `HashMap` 时可能出现的死锁问题。

**ConcurrentHashMap 的创建过程**

当你创建一个 `ConcurrentHashMap` 对象时，它会根据你的需求动态地分配 Segment 数组。下面是 `ConcurrentHashMap` 创建过程的代码示例：

javapublic ConcurrentHashMap(int initialCapacity) {
 // 确定 Segment 数组大小 int capacity = Math.max(initialCapacity, INITIAL_CAPACITY);

 // 确定 Segment 数组大小 int size = (capacity > MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : capacity;

 // 初始化 Segment 数组 segments = new Segment[size];
}

public ConcurrentHashMap() {
 this(INITIAL_CAPACITY);
}

**ConcurrentHashMap 的put操作**

当你使用 `ConcurrentHashMap` 的 `put()` 方法时，它会根据你的需求动态地分配 Segment 和 Entry。下面是 `ConcurrentHashMap` 的 `put()` 操作的代码示例：

javapublic V put(K key, V value) {
 // 确定 Segment 数组大小 int index = hash(key) & (segments.length -1);

 // 获取 Segment 对象 Segment segment = segments[index];

 // 如果 Segment 对象不存在，则创建一个新的 Segment 对象 if (segment == null || segment.get() == null) {
 segment = new Segment<>();
 segments[index] = segment;
 }

 // 将 Entry 添加到 Segment 中 return segment.put(key, value);
}

**ConcurrentHashMap 的get操作**

当你使用 `ConcurrentHashMap` 的 `get()` 方法时，它会根据你的需求动态地分配 Segment 和 Entry。下面是 `ConcurrentHashMap` 的 `get()` 操作的代码示例：

javapublic V get(Object key) {
 // 确定 Segment 数组大小 int index = hash(key) & (segments.length -1);

 // 获取 Segment 对象 Segment segment = segments[index];

 // 如果 Segment 对象不存在，则返回 null if (segment == null || segment.get() == null) {
 return null;
 }

 // 获取 Entry 对象 Node entry = segment.get(key);

 // 如果 Entry 对象存在，则返回其值 return entry != null ? entry.value : null;
}

**结论**

`ConcurrentHashMap` 是一个非常重要的类，它提供了对哈希表的并发访问和修改能力。通过了解 `ConcurrentHashMap` 的底层原理，我们可以更好地使用它来解决实际问题。

在本文中，我们讨论了 `ConcurrentHashMap` 的基本结构、Segment 的作用、ConcurrentHashMap 的创建过程以及put() 和get() 操作的实现细节。这些知识将有助于你更好地理解 `ConcurrentHashMap` 的工作原理，并且可以更好地使用它来解决实际问题。

最后，希望本文对你有所帮助。如果你有任何疑问或建议，请随时告诉我，我会尽力回答你的问题。