Java ConcurrentHashMap 的 Segment 数组怎么继承 ReentrantLock

冬芳小哥_9294

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2026-10-09

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concurrenthashmap在jdk 7中通过segment类继承reentrantlock实现分段锁,segment数组仅存储segment实例;jdk 8起改用cas+synchronized优化并发性能。

java concurrenthashmap 的 segment 数组怎么继承 reentrantlock

ConcurrentHashMap 在 JDK 7 及之前版本 中确实使用了 Segment 数组 + ReentrantLock 的分段锁机制,但需要澄清一个关键点:

Segment 类本身继承自 ReentrantLock,而不是“Segment 数组继承 ReentrantLock”。
数组只是存储多个 Segment 实例的容器,真正继承 ReentrantLock 的是 Segment 这个内部类。


✅ Segment 是 ReentrantLock 的子类

在 JDK 7 的 ConcurrentHashMap 源码中,Segment 定义如下(简化):

static final class Segment<k> extends ReentrantLock implements Serializable {
    // ...
}</k>

这意味着每个 Segment 实例既是锁(可调用 lock()/unlock()),又封装了一小部分哈希桶(HashEntry[] table),负责保护其管辖范围内的键值对。

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? 为什么这样设计?

  • 分段加锁:把整个哈希表切分为多个 Segment(默认 16 个),不同线程操作不同段时互不阻塞。
  • 复用 AQS 机制:ReentrantLock 基于 AQS(AbstractQueuedSynchronizer),天然支持可重入、公平/非公平策略、条件队列等,Segment 直接复用这些能力,无需重复实现锁逻辑。
  • 轻量级同步粒度:相比 Hashtable 全表锁或 Collections.synchronizedMap 的粗粒度锁,Segment 提升了并发读写性能。

? Segment 数组的作用

final Segment<k>[] segments;</k>
  • segments 是一个 Segment 引用数组,长度为 concurrencyLevel(构造时指定,默认 16)。
  • 每个 Segment 管理一部分 HashEntry[](即子哈希表),通过二次哈希(hash & (segments.length - 1))定位到具体 Segment。
  • 调用 put/remove 等方法时,先定位 Segment,再调用其 lock() 加锁 —— 因为它本身就是 ReentrantLock 子类。

例如:

Segment<k> s = segmentFor(hash);
s.lock(); // 直接调用继承自 ReentrantLock 的 lock()
// ... 执行 put 操作
s.unlock();</k>

⚠️ 注意:JDK 8+ 已彻底移除 Segment

  • JDK 8 开始,ConcurrentHashMap 重构为 CAS + synchronized + 红黑树 方案。
  • 不再有 Segment 类,也不再继承 ReentrantLock。
  • 锁的粒度进一步细化到单个链表头节点(Node),用 synchronized (f) 控制,配合 Unsafe CAS 操作。

所以如果你看到 “ConcurrentHashMap 继承 ReentrantLock”,那一定是指 JDK 7 的 Segment 实现方式,且准确说是 Segment 类继承,不是数组、也不是 ConcurrentHashMap 本身。


✅ 总结要点

  • Segment 是 ReentrantLock 的子类,因此每个 Segment 实例天然具备锁能力;
  • segments 数组只是持有多个 Segment 对象,不涉及继承关系;
  • 分段锁靠 hash → segmentIndex → lock() 三级定位实现并发控制;
  • JDK 8+ 已弃用该设计,改用更轻量的 synchronized + CAS。

不复杂但容易忽略。

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