0

0

ConcurrentHashMap底层原理(JDK 1.8)_CAS与synchronized的结合优化

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-03-09 11:58:03

|

621人浏览过

|

来源于php中文网

原创

concurrenthashmap put不阻塞整个map是因为锁粒度降至node级别,仅锁桶首节点;get全程无锁但可能读到过期数据;遍历时为弱一致性快照,非强一致。

concurrenthashmap底层原理(jdk 1.8)_cas与synchronized的结合优化

ConcurrentHashMap put操作为什么不会阻塞整个map

因为JDK 1.8里它把锁粒度从“分段锁”降到了“Node级别”,实际是锁住链表头节点或红黑树根节点,而不是整个桶数组。put时先用casTabAt尝试无锁插入;失败才用synchronized锁住对应桶的首节点——这意味着16个线程往不同桶写,几乎互不干扰。

常见错误现象:ConcurrentHashMap在高并发下仍出现明显性能抖动,往往是因为大量哈希冲突导致多个键落到同一桶,被迫串行化执行。

  • 哈希函数质量差(比如自定义hashCode总返回固定值)会加剧单桶竞争
  • 初始容量设太小(默认16),扩容前容易桶满,触发链表转红黑树,反而增加同步开销
  • computeIfAbsent这类复合操作仍需加锁,不能假设“所有操作都无锁”

get操作真的完全不加锁吗

是的,get全程无锁,靠的是volatile读 + UnsafegetObjectVolatile保证可见性。但要注意:它不保证实时性——可能读到“已删除但还未完成清理”的中间状态(比如正在转移的节点)。

使用场景:适合读多写少、能容忍短暂stale read的缓存场景;不适合强一致性要求的计数器或状态机。

  • get不阻塞任何写操作,但写操作中若发生扩容(transfer),get可能跨新旧table读取,逻辑上仍正确
  • 不要在get结果上做条件判断后直接put(如“如果key不存在则put”),这会产生竞态,应改用computeIfAbsent
  • 对value对象本身做修改(如get(key).add(item))是线程安全的,但前提是value类型自己线程安全

CAS失败后为什么不是立即重试而是先帮扩容

put发现当前桶正在被其他线程扩容(即tab[i]ForwardingNode),它不会傻等或自旋,而是主动调用helpTransfer去协助迁移数据——这是JDK 1.8的关键优化:把“等待”变成“协作”,缩短整体扩容耗时。

Papago
Papago

Naver开发的多语言翻译工具

下载

性能影响:单次put延迟可能略增(要多跑一段迁移逻辑),但全局吞吐显著提升,尤其在写压力持续时。

  • 扩容阈值由sizeCtl控制,不是简单看size >= capacity * loadFactor,还涉及并发计数的误差补偿
  • 协助扩容的线程不会全量搬完,只搬分配给它的步长(默认一个桶),避免单线程卡死
  • 如果当前线程刚帮完忙就立刻put成功,它不会重复参与下次扩容——sizeCtl的更新和校验保证了这点

为什么不能用foreach遍历ConcurrentHashMap

因为entrySet().iterator()返回的是弱一致迭代器(weakly consistent),不抛ConcurrentModificationException,但也不保证看到所有元素或不重复——它基于遍历时的table快照,期间发生的增删改可能被跳过或重复。

容易踩的坑:用for (Entry e : map.entrySet())做统计或校验,结果偶尔对不上;或者在遍历中调用remove,行为不可预测(可能漏删、多删,甚至NPE)。

  • 需要强一致性遍历时,改用mappingCount() + forEach方法(JDK 8+),它是按当前状态批量处理的
  • keySet().stream()同理弱一致,别依赖其精确性
  • 真要边遍历边删,必须用Iterator.remove(),且仅限当前元素,不能跳着删

最常被忽略的一点:很多人以为“Concurrent”=“遍历安全”,其实它只保障单个操作原子性,迭代过程本身仍是快照语义——这和CopyOnWriteArrayList的思路完全不同,别混用场景。

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
php中foreach用法
php中foreach用法

本专题整合了php中foreach用法的相关介绍,阅读专题下面的文章了解更多详细教程。

245

2025.12.04

c++中volatile关键字的作用
c++中volatile关键字的作用

本专题整合了c++中volatile关键字的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

75

2025.10.23

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

764

2023.08.10

golang map内存释放
golang map内存释放

本专题整合了golang map内存相关教程,阅读专题下面的文章了解更多相关内容。

77

2025.09.05

golang map相关教程
golang map相关教程

本专题整合了golang map相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

40

2025.11.16

golang map原理
golang map原理

本专题整合了golang map相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

67

2025.11.17

java判断map相关教程
java判断map相关教程

本专题整合了java判断map相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

47

2025.11.27

Kotlin Android模块化架构与组件化开发实践
Kotlin Android模块化架构与组件化开发实践

本专题围绕 Kotlin 在 Android 应用开发中的架构实践展开,重点讲解模块化设计与组件化开发的实现思路。内容包括项目模块拆分策略、公共组件封装、依赖管理优化、路由通信机制以及大型项目的工程化管理方法。通过真实项目案例分析,帮助开发者构建结构清晰、易扩展且维护成本低的 Android 应用架构体系,提升团队协作效率与项目迭代速度。

8

2026.03.09

JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践
JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践

本专题围绕 JavaScript 在浏览器中的执行与渲染机制展开,系统讲解 DOM 构建、CSSOM 解析、重排与重绘原理,以及关键渲染路径优化方法。内容涵盖事件循环机制、异步任务调度、资源加载优化、代码拆分与懒加载等性能优化策略。通过真实前端项目案例,帮助开发者理解浏览器底层工作原理,并掌握提升网页加载速度与交互体验的实用技巧。

62

2026.03.06

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号