Java 中 ConcurrentHashMap 1.8 锁机制怎么演进优化

星杰姑娘_6046

星杰姑娘_6046

2026-11-04

555人浏览

原创

Java 8 ConcurrentHashMap 彻底弃用分段锁,采用桶级synchronized锁+CAS协同机制:锁粒度降至单桶节点级,synchronized替代ReentrantLock以降低内存开销,CAS处理无竞争操作,读操作全程无锁,扩容支持多线程协作迁移。

java 中 concurrenthashmap 1.8 锁机制怎么演进优化

Java 8 中 ConcurrentHashMap 的锁机制不是“小修小补”,而是结构性重构:它彻底抛弃了 1.7 的分段锁(Segment),转向更轻量、更精细的“桶级锁 + CAS”协同模型。核心优化围绕三点展开——锁粒度变细、锁实现更轻、并发控制更智能。

锁粒度从 Segment 级降到单桶节点级

1.7 版本中,整个哈希表被划分为 16 个 Segment,每个 Segment 是一个带 ReentrantLock 的小型 HashMap。线程操作某 key 时,先两次哈希定位到 Segment,再锁住整个 Segment —— 即使只改一个桶,同 Segment 内其他桶也得排队。

1.8 彻底取消 Segment,底层是 Node[] 数组,每个数组槽位(即“桶”)对应一个链表头节点或红黑树根节点。写操作(如 putVal)只对目标桶的首节点加 synchronized,不同桶之间完全无锁竞争。理论最大并发写线程数从 16 提升至数组长度(默认 16,可扩容)。

锁实现从 ReentrantLock 切换为 synchronized

这一变化看似倒退,实则是 JVM 演进驱动的升级:

Java调试
Java调试

通过 JDWP 实现 Java 远程调试:连接远程 JVM、设置断点、单步执行代码、查看变量值、获取调用栈。适用于需要调试远程 Java 应用、排查运行时状态、追踪代码执行流程的场景。 术语注解 JDWP:Java Debug Wire Protocol,Java 调试有线协议(Java 远程调试底层通信协议) remote JVM:远程 Java 虚拟机 step through code:代码单步调试(步入 / 步过 / 步出调试) inspect variables:变量查看 / 变量检视 stac

下载
  • JVM 1.6+ 对 synchronized 做了深度优化:偏向锁(单线程场景免开销)、轻量级锁(CAS 快速尝试)、自适应自旋(避免盲目阻塞)
  • synchronized 锁信息存在对象头里,不额外占内存;而每个 Segment 都要持有一个 ReentrantLock 实例,含等待队列、状态字段等,内存和初始化成本更高
  • synchronized 语法简洁,JVM 自动管理加锁/解锁,规避了 lock()/unlock() 配对遗漏导致死锁的风险

CAS 与 synchronized 协同分工

1.8 不是“全靠锁”,而是按操作类型智能选型:

  • CAS 用于无竞争场景:数组初始化(compareAndSet table)、sizeCtl 状态变更(如标记扩容中)、baseCount 计数更新等,全程无锁,靠原子指令完成
  • synchronized 用于有竞争的临界区:真正往链表/红黑树插入节点、修改 next 指针、树化/退化等结构变更操作,必须保证可见性与互斥性
  • 读操作(get)全程无锁,依赖 volatile Node.next 和 final 字段语义保证内存可见性

扩容机制同步升级:多线程协助迁移

1.7 扩容是单线程独占 Segment,其余线程阻塞等待;1.8 改为“化整为零”式协作扩容:

  • 由首个触发扩容的线程初始化 nextTable,并设置 sizeCtl 为负值(如 -2 表示有 1 个线程在扩容)
  • 后续线程检测到扩容中,主动协助迁移部分桶(transferIndex 控制分片),而非干等
  • 迁移时对每个桶加锁,但仅锁当前正在处理的桶,不影响其他桶读写

Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

11877

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

8982

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

7692

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

1264

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

1008

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1516

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

3109

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

20371

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

1355

8

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
dev.java 官方:Learn Java
dev.java 官方:Learn Java

共0课时 | 0人学习

Java JDBC数据库连接官方教程
Java JDBC数据库连接官方教程

共0课时 | 0人学习