面试题：Java的ConcurrentHashMap在JDK 1.7和JDK 1.8中并发控制策略的主要区别

Question

说明JDK 1.7与JDK 1.8中ConcurrentHashMap在实现并发控制方面的核心差异，包括数据结构和锁机制的变化，以及这些变化对性能和线程安全的影响。

Answer 1

数据结构变化

• JDK 1.7：采用Segment数组 + HashEntry数组实现。Segment继承自ReentrantLock，每个Segment内部包含一个HashEntry数组。这种结构类似“分段锁”，不同Segment间的数据操作可并发执行。
• JDK 1.8：借鉴了HashMap的数据结构，采用数组 + 链表/红黑树。当链表长度大于阈值（8）且数组长度大于64时，链表会转化为红黑树，以提升查找性能。

锁机制变化

• JDK 1.7：使用Segment的独占锁（ReentrantLock），对每个Segment加锁，使得同一时间只有一个线程能访问该Segment内的数据，不同Segment间操作可并发。
• JDK 1.8：摒弃了Segment分段锁机制，采用Node数组 + CAS + synchronized实现。在更新操作时，对链表或红黑树的头节点使用synchronized关键字加锁，锁粒度更细，相比于JDK 1.7的Segment锁，能有更多线程并发访问。

对性能的影响

• JDK 1.7：由于Segment的存在，虽然不同Segment间可并发，但每个Segment的锁粒度较大，同一时间只有一个线程能访问Segment内数据，在高并发场景下，锁竞争可能较为激烈，影响性能。
• JDK 1.8：锁粒度细化，降低了锁竞争的可能性，在高并发场景下能支持更多线程同时访问，性能有显著提升。例如在插入操作中，JDK 1.8不需要像JDK 1.7那样对整个Segment加锁，而是对单个Node加锁，使得并发插入效率更高。

对线程安全的影响

• JDK 1.7：通过Segment的独占锁保证线程安全，不同Segment间操作互不干扰，能有效防止数据竞争。
• JDK 1.8：虽然锁机制改变，但通过CAS操作和synchronized关键字同样能保证线程安全。例如在更新操作时，先使用CAS尝试更新数据，如果失败则使用synchronized加锁进行操作，确保数据一致性。