HashMap 线程安全吗？ConHashMap 怎么实现线程安全的？size 方法怎么实现线程安全的？

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HashMap 线程安全性

HashMap 不是线程安全的。这意味着如果多个线程同时访问一个 HashMap 实例，并且至少有一个线程在结构上修改了映射（添加或删除一个或多个映射关系，或者在内部重新调整哈希表），它必须保持外部同步。这通常是通过对自然封装该映射的对象进行同步操作来完成的。

如果不存在这样的对象，映射应该使用 Collections.synchronizedMap 方法来 “ 包装 “。这最好在创建时完成，以防止意外的非同步访问：

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Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));

ConcurrentHashMap 的线程安全实现

ConcurrentHashMap 是为了提供线程安全的哈希表而设计的。它使用了几种机制来实现线程安全：

  • 分段锁（Segmentation Locks）：在 ConcurrentHashMap 的早期版本中，它使用分段锁的概念，即将数据分成一段一段，每一段都有自己的锁。当一个线程需要访问一个段的数据时，它只需要获取那个段的锁，这样就可以允许多个线程并发地访问不同段的数据。
  • CAS 操作（Compare-And-Swap）：ConcurrentHashMap 还使用了 CAS 操作来更新其内部结构，这是一种无锁的同步机制，可以减少锁的使用，从而提高性能。
  • 无锁读取：读取操作通常不需要加锁，因为它们可以安全地与更新操作并发执行。

在 Java 8 及以后的版本中，ConcurrentHashMap 的实现已经不再使用分段锁，而是通过使用节点的 synchronized 和 CAS 操作来实现线程安全，这进一步提高了并发性能。

ConcurrentHashMap 的 Size 方法

在 ConcurrentHashMap 中，size 方法的线程安全是通过一系列复杂的操作来保证的。它使用了一个循环，在循环中，它尝试估计映射的大小，如果在计算过程中映射的结构发生了变化，它可能会重试计算。

在 Java 8 中，ConcurrentHashMap 使用了一种称为 LongAdder 的结构来帮助跟踪映射的大小，这使得计算大小的操作可以更加高效地并行执行。LongAdder 使用了一组变量来分散累加的压力，而不是在单个变量上同步累加，这样可以减少线程之间的争用，从而提高性能。

在调用 size 方法时，ConcurrentHashMap 会尝试使用 LongAdder 的值来返回大小，如果在计算过程中检测到并发修改，它可能会重新计算以确保返回正确的大小。这种方法虽然不能保证绝对的精确性（因为在计算过程中可能会有新的修改发生），但它提供了一个非常接近实际大小的估计，并且这个操作的性能开销相对较低。