下面我会详细讲解“ConcurrentHashMap 存储结构源码解析”的完整攻略。

ConcurrentHashMap 存储结构源码解析

一、ConcurrentHashMap 的概述

ConcurrentHashMap 是 JDK 中一个并发访问的哈希表，它提供了线程安全的哈希表访问功能，适用于高并发场景。ConcurrentHashMap 基于分段锁（Segment）实现并发访问。在 JDK1.7 中，ConcurrentHashMap 使用分段锁的机制来控制对不同 Segment 的访问，在 JDK1.8 中采用了更加优秀的 CAS+Synchronized 实现方式，以提高并发的性能。

二、ConcurrentHashMap 的内部结构

1. ConcurrentHashMap 存储结构

ConcurrentHashMap 的存储结构是一个数组和若干个 Segment。其中，数组是 ConcurrentHashMap 的主体，而 Segment 则是对数组中每个元素（也就是每一个 hash 桶）进行加锁，实现并发控制的机制。

因此，ConcurrentHashMap 的存储结构可以形象地描述为：一个数组 + 多个锁。

2. Segment 存储结构

在 JDK1.7 中，ConcurrentHashMap 使用分段锁的机制来实现多线程并发访问是，每个 Segment 维护着一个 HashEntry 数组，每一个 HashEntry 对象就是一个映射的键值对，其中键值对主要包括三个属性：Key、Value 和 next。

在 JDK1.8 中，ConcurrentHashMap 引入了 CAS+Synchronized 的机制，废除了 Segment，所以其存储结构也相应的被修改了。在 JDK1.8 的 ConcurrentHashMap 中，数组的每个元素不再是一个链表，而是一个数据集合，这个数据集合是一个桶，里面存储了多个映射的键值对，称之为 Node，其中 Node 存储了四个属性：hash、key、value 和 next。

3. ConcurrentHashMap 存储结构示例

下面对 ConcurrentHashMap 的存储结构进行示例说明。假设桶的数量为 16，其中每个桶使用链表来存储多个映射的键值对。在 JDK1.7 中，ConcurrentHashMap 的存储结构如下：

ConcurrentHashMap
+- Segment
|  +- HashEntry 0
|  +- HashEntry 1
|  +- ...
|  +- HashEntry N
+- Segment
|  +- HashEntry 0
|  +- HashEntry 1
|  +- ...
|  +- HashEntry N
+- ...

在 JDK1.8 中，ConcurrentHashMap 的存储结构如下：

ConcurrentHashMap
+- Node 0
|  +- Node 1.1
|  +- Node 1.2
|  +- ...
|  +- Node 1.N
+- Node 1
|  +- Node 2.1
|  +- Node 2.2
|  +- ...
|  +- Node 2.N
+- ...

三、ConcurrentHashMap 的线程安全实现

ConcurrentHashMap 的线程安全实现主要是通过加锁和同步机制来实现的。

1. JDK1.7 中 ConcurrentHashMap 的线程安全实现

在 JDK1.7 中，ConcurrentHashMap 使用分段锁的机制来实现对不同哈希桶的访问的并发控制。ConcurrentHashMap 中维护了一个名为 segments 的数组，每个元素为一个 Segment 对象，每个 Segment 维护着一个 HashEntry 数组，每一个 HashEntry 对象就是一个映射的键值对，其中键值对主要包括三个属性：Key、Value 和 next。

在 JDK1.7 中，ConcurrentHashMap 访问哈希表时，首先根据 Key 计算出其 hash 值，然后根据 hash 值求取其对应的 Segment 对象，最后进一步获取 Key 对应的 HashEntry，进行添加、删除和查询等操作。

在并发控制方面，JDK1.7 的 ConcurrentHashMap 维护了一个名为 "segments" 的数组，每个元素都是一个 Segment 对象，每个 Segment 对象实现了自己的加锁和解锁操作。并发访问时，每个线程会联系一个 ThreadLocal 变量，从而获取一个独立的 HashEntry。这样做可以避免不必要的竞争，提高并发效率。

2. JDK1.8 中 ConcurrentHashMap 的线程安全实现

在 JDK1.8 中，ConcurrentHashMap 引入了 CAS+Synchronized 机制，废除了 Segment，所以其线程安全实现也相应的被修改了。

在 JDK1.8 的 ConcurrentHashMap 中，数组的每个元素不再是一个链表，而是一个数据集合，这个数据集合是一个桶，里面存储了多个映射的键值对，称之为 Node，其中 Node 存储了四个属性：hash、key、value 和 next。多个线程可以同时访问同一个桶，但是对同一个 Node 的访问是需要同步的。

在并发控制方面，JDK1.8 中 ConcurrentHashMap 采用 CAS+Synchronized 机制来控制对同一个桶（即数组的一个元素）的访问。具体来说，在添加节点时，首先在对应的节点位置失败的尝试使用 CAS 添加，如果尝试失败，则采用 Synchronized 机制。

结尾

以上就是对 ConcurrentHashMap 存储结构源码解析的完整攻略，内容包括了 ConcurrentHashMap 的概述、内部结构、线程安全实现等方面，其中还包含了 JDK1.7 和 JDK1.8 两个版本的实现示例，希望对读者有所帮助！