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ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment实际继承自可重入锁（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里包含一个HashEntry数组，我们称之为table，每个HashEntry是一个链表结构的元素。
面试常问：
1、 ConcurrentHashMap实现原理是怎么样的或者问ConcurrentHashMap如何在保证高并发下线程安全的同时实现了性能提升？
答：ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术。它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的hash table，只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。
初始化有三个参数
initialCapacity：初始容量大小 ，默认16。
loadFactor：扩容因子，默认0.75，当一个Segment存储的元素数量大于initialCapacity* loadFactor时，该Segment会进行一次扩容。
concurrencyLevel：并发度，默认16。并发度可以理解为程序运行时能够同时更新ConccurentHashMap且不产生锁竞争的最大线程数，实际上就是ConcurrentHashMap中的分段锁个数，即Segment[]的数组长度。如果并发度设置的过小，会带来严重的锁竞争问题；如果并发度设置的过大，原本位于同一个Segment内的访问会扩散到不同的Segment中，CPU cache命中率会下降，从而引起程序性能下降。
构造方法中部分代码解惑：
1、
保证Segment数组的大小，一定为2的幂，例如用户设置并发度为17，则实际Segment数组大小则为32
2、
保证每个Segment中tabel数组的大小，一定为2的幂，初始化的三个参数取默认值时，table数组大小为2
3、
初始化Segment数组，并实际只填充Segment数组的第0个元素。
4、
用于定位元素所在segment。segmentShift表示偏移位数，通过前面的int类型的位的描述我们可以得知，int类型的数字在变大的过程中，低位总是比高位先填满的，为保证元素在segment级别分布的尽量均匀，计算元素所在segment时，总是取hash值的高位进行计算。segmentMask作用就是为了利用位运算中取模的操作：l a % (Math.pow(2,n)) 等价于 a&( Math.pow(2,n)-1)
对于某个元素而言，一定是放在某个segment元素的某个table元素中的，所以在定位上，定位segment：取得key的hashcode值进行一次再散列（通过Wang/Jenkins算法），拿到再散列值后，以再散列值的高位进行取模得到当前元素在哪个segment上。
定位table：同样是取得key的再散列值以后，用再散列值的全部和table的长度进行取模，得到当前元素在table的哪个元素上。
定位segment和定位table后，依次扫描这个table元素下的的链表，要么找到元素，要么返回null。
在高并发下的情况下如何保证取得的元素是最新的？
答：用于存储键值对数据的HashEntry，在设计上它的成员变量value等都是volatile类型的，这样就保证别的线程对value值的修改，get方法可以马上看到。
1、首先定位segment，当这个segment在map初始化后，还为null，由ensureSegment方法负责填充这个segment。
2、 对Segment 加锁
3、定位所在的table元素，并扫描table下的链表，找到时：
没有找到时：
Segment 不扩容，扩容下面的table数组，每次都是将数组翻倍
带来的好处
假设原来table长度为4，那么元素在table中的分布是这样的：
扩容后table长度变为8，那么元素在table中的分布变成：
可以看见 hash值为34和56的下标保持不变，而15,23,77的下标都是在原来下标的基础上+4即可，可以快速定位和减少重排次数。
size的时候进行两次不加锁的统计，两次一致直接返回结果，不一致，重新加锁再次统计
get方法和containsKey方法都是通过对链表遍历判断是否存在key相同的节点以及获得该节点的value。但由于遍历过程中其他线程可能对链表结构做了调整，因此get和containsKey返回的可能是过时的数据，这一点是ConcurrentHashMap在弱一致性上的体现。
java并发系列(九)-----ConcurrentHashMap原理分析(JDK1.7)
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原文地址：https://www.cnblogs.com/alimayun/p/12153729.html
