17、為什么 ConcurrentHashMap 比 HashTable 效率要高?
HashTable 使用一把鎖(鎖住整個鏈表結構)處理並發問題,多個線程競爭一把鎖,容易阻塞;
ConcurrentHashMap
JDK 1.7 中使用分段鎖(ReentrantLock + Segment + HashEntry),相當於把一個 HashMap 分成多個段,每段分配一把鎖,這樣支持多線程訪問。鎖粒度:基於 Segment,包含多個 HashEntry。
JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 紅黑樹。鎖粒度:Node(首結點)(實現 Map.Entry<k,v>)。鎖粒度降低了。
18.針對 ConcurrentHashMap 鎖機制具體分析(JDK 1.7 VS JDK 1.8)?
JDK 1.7 中,采用分段鎖的機制,實現並發的更新操作,底層采用數組+鏈表的存儲結構,包括兩個核心靜態內部類 Segment 和 HashEntry。
1、Segment 繼承 ReentrantLock(重入鎖) 用來充當鎖的角色,每個 Segment 對象守護每個散列映射表的若干個桶;
2、HashEntry 用來封裝映射表的鍵-值對;
3、每個桶是由若干個 HashEntry 對象鏈接起來的鏈表

JDK 1.8 中,采用Node + CAS + Synchronized來保證並發安全。取消類 Segment,直接用 table 數組存儲鍵值對;當 HashEntry 對象組成的鏈表長度超過 TREEIFY_THRESHOLD 時,鏈表轉換為紅黑樹,提升性能。底層變更為數組 + 鏈表 + 紅黑樹。

19.ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 中,為什么要使用內置鎖 synchronized 來代替重入鎖 ReentrantLock?
1、粒度降低了;
2、JVM 開發團隊沒有放棄 synchronized,而且基於 JVM 的 synchronized 優化空間更大,更加自然。
3、在大量的數據操作下,對於 JVM 的內存壓力,基於 API 的 ReentrantLock 會開銷更多的內存。
20.ConcurrentHashMap 簡單介紹?
1、重要的常量:
private transient volatile int sizeCtl; 當為負數時,-1 表示正在初始化,-N 表示 N - 1 個線程正在進行擴容;當為 0 時,表示 table 還沒有初始化;當為其他正數時,表示初始化或者下一次進行擴容的大小。
1、數據結構:
Node 是存儲結構的基本單元,繼承 HashMap 中的 Entry,用於存儲數據;TreeNode 繼承 Node,但是數據結構換成了二叉樹結構,是紅黑樹的存儲結構,用於紅黑樹中存儲數據;TreeBin 是封裝 TreeNode 的容器,提供轉換紅黑樹的一些條件和鎖的控制。
3、存儲對象時(put() 方法):
1、如果沒有初始化,就調用 initTable() 方法來進行初始化;
2、如果沒有 hash 沖突就直接 CAS 無鎖插入;
3、如果需要擴容,就先進行擴容;
4、如果存在 hash 沖突,就加鎖來保證線程安全,兩種情況:一種是鏈表形式就直接遍歷到尾端插入,一種是紅黑樹就按照紅黑樹結構插入;
5、如果該鏈表的數量大於閥值 8,就要先轉換成紅黑樹的結構,break 再一次進入循環
6、如果添加成功就調用 addCount() 方法統計 size,並且檢查是否需要擴容。
4、擴容方法 transfer():默認容量為 16,擴容時,容量變為原來的兩倍。
helpTransfer():調用多個工作線程一起幫助進行擴容,這樣的效率就會更高。
5、獲取對象時(get()方法):
1、計算 hash 值,定位到該 table 索引位置,如果是首結點符合就返回;
2、如果遇到擴容時,會調用標記正在擴容結點 ForwardingNode.find()方法,查找該結點,匹配就返回;
3、以上都不符合的話,就往下遍歷結點,匹配就返回,否則最后就返回 null。
21.ConcurrentHashMap 的並發度是什么?
程序運行時能夠同時更新 ConccurentHashMap 且不產生鎖競爭的最大線程數。默認為 16,且可以在構造函數中設置。當用戶設置並發度時,ConcurrentHashMap 會使用大於等於該值的最小2冪指數作為實際並發度(假如用戶設置並發度為17,實際並發度則為32)
參考來自微信公眾號:

