java并发分段锁实践代码

Java并发分段锁（Segment Lock）是一种优化并发性能的技术，它将一个大的锁分成若干小的锁，让多个线程可以同时访问不同的小锁，减少锁的争用，提高系统并发性能。下面我们来讲解如何实现Java的分段锁。

实现分段锁的步骤

1. 创建一个Segment数组。Segment数组是一个包含很多Segment元素的数组，每个Segment元素具有独立的锁。
2. 获取要操作的Segment元素的索引，通过取模运算即可实现。
3. 对获取的Segment元素加锁，这里是使用ReentrantLock来实现的。
4. 对Segment元素的操作完成后，释放Segment元素的锁。

下面我们来看一下代码示例。

示例1：使用分段锁实现一个ConcurrentHashMap

public class CustomConcurrentHashMap<K, V> {
    private static final int NUMBER_OF_SEGMENTS = 16; // 分段数量
    private final Segment<K, V>[] segments; // Segment数组

    public CustomConcurrentHashMap() {
        segments = (Segment<K, V>[]) Array.newInstance(Segment.class, NUMBER_OF_SEGMENTS);
        for (int i = 0; i < NUMBER_OF_SEGMENTS; i++) {
            segments[i] = new Segment<K, V>();
        }
    }

    public V get(K key) {
        int hash = hash(key); // 获取key的哈希值
        int index = hash % segments.length; // 获取要操作的Segment的索引
        return segments[index].get(key); // 对Segment元素进行操作
    }

    public void put(K key, V value) {
        int hash = hash(key); // 获取key的哈希值
        int index = hash % segments.length; // 获取要操作的Segment的索引
        segments[index].put(key, value); // 对Segment元素进行操作
    }

    private static class Segment<K, V> {
        private final ConcurrentHashMap<K, V> map = new ConcurrentHashMap<>(); // 每个Segment元素保存的数据
        private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 分段锁

        public V get(K key) {
            lock.lock(); // 获取Segment元素的锁
            try {
                return map.get(key); // Segment元素的操作
            } finally {
                lock.unlock(); // 释放Segment元素的锁
            }
        }

        public void put(K key, V value) {
            lock.lock(); // 获取Segment元素的锁
            try {
                map.put(key, value); // Segment元素的操作
            } finally {
                lock.unlock(); // 释放Segment元素的锁
            }
        }
    }

    private static int hash(Object key) {
        // 计算key的哈希值
        // ...
        return 0;
    }
}

在上面的代码中，我们创建了一个CustomConcurrentHashMap类，它实现了一个自定义的并发哈希表。在CustomConcurrentHashMap类中，我们使用一个Segment[] segments数组来保存数据，其中每个元素都是一个Segment对象，它保存了一部分数据，并且具有独立的锁。在put和get方法中，我们通过hash计算获得要操作的Segment元素的索引，然后对这个Segment元素加锁进行操作，最后释放锁。

示例2：使用分段锁实现一个线程安全的计数器

public class CustomCounter {
    private static final int NUMBER_OF_SEGMENTS = 16; // 分段数量
    private final AtomicInteger[] counters; // 计数器数组
    private final ReentrantLock[] locks; // 分段锁数组

    public CustomCounter() {
        counters = new AtomicInteger[NUMBER_OF_SEGMENTS];
        locks = new ReentrantLock[NUMBER_OF_SEGMENTS];
        for (int i = 0; i < NUMBER_OF_SEGMENTS; i++) {
            counters[i] = new AtomicInteger();
            locks[i] = new ReentrantLock();
        }
    }

    public void increment() {
        int index = Thread.currentThread().hashCode() % counters.length; // 获取要操作的计数器的索引
        locks[index].lock(); // 获取计数器的锁
        try {
            counters[index].incrementAndGet(); // 计数器的操作
        } finally {
            locks[index].unlock(); // 释放计数器的锁
        }
    }

    public int sum() {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < counters.length; i++) {
            locks[i].lock(); // 获取计数器的锁
            try {
                sum += counters[i].get(); // 计数器的操作
            } finally {
                locks[i].unlock(); // 释放计数器的锁
            }
        }
        return sum;
    }
}

在上面的代码中，我们创建了一个CustomCounter类，它实现了一个线程安全的计数器。在CustomCounter类中，我们使用两个数组，分别保存了每个线程对应的AtomicInteger计数器和ReentrantLock分段锁。在increment方法中，我们通过Thread.currentThread().hashCode() % counters.length计算获得要操作的计数器的索引，然后获取这个计数器的锁进行操作，最后释放锁。在sum方法中，我们遍历所有计数器，逐个获取计数器的锁进行操作，最后释放锁，返回计数器的总和。

以上就是Java并发分段锁的实践代码攻略，希望对您有所帮助。