ConcurrentHashMap 采用桶级细粒度锁替代全局锁，JDK 1.8 以 CAS + synchronized 锁头节点、volatile 变量保障可见性，实现高并发读写；避免 HashMap 死循环与 HashTable 低效互斥问题。
ConcurrentHashMap 的核心原理，是用“分段锁”到“桶级细粒度锁”的演进，解决 HashMap 线程不安全、HashTable 全局锁低效的两难问题。它不是靠一把大锁拦住所有线程，而是让读写操作尽可能并行——读几乎不加锁，写只锁住当前操作的那个桶（Node 链表头），扩容还能多线程协作。JDK 1.8 是分水岭：彻底抛弃 Segment，改用 CAS + synchronized 锁头节点，配合 volatile 变量保障可见性，性能和可维护性都大幅提升。
为什么不用 HashMap 或 HashTable？
HashMap 在多线程 put 时可能引发链表成环，导致死循环（CPU 占满）；HashTable 虽线程安全，但所有方法都 synchronized(this)，读写互斥，吞吐量随并发线程数增加而急剧下降。ConcurrentHashMap 直接绕开这两个坑：既避免了结构破坏风险，又把锁范围从“整个表”缩小到“一个桶”，甚至多数读操作完全无锁。
JDK 1.8 的关键结构与机制
底层仍是数组 + 链表/红黑树，但关键设计全为并发服务：
- volatile Node[] table：主数组声明为 volatile，保证数组引用的可见性；每个 Node 的 val 和 next 也是 volatile，确保链表遍历时能读到最新值
- 无锁初始化：首次 put 时通过 CAS 控制 initTable()，仅一个线程成功初始化，其余自旋等待
- 桶级加锁：插入时先 CAS 尝试无锁写入；失败则对目标桶的头节点（f）加 synchronized 锁，只阻塞同桶写入，不同桶完全不受影响
- 协助扩容：当发现 ForwardingNode（hash == -1），说明正在扩容，当前线程会主动帮着迁移部分数据（stride 默认 16），而不是干等
- 计数分离：size() 不遍历全表，而是用类似 LongAdder 的 CounterCell 数组分段累加，减少竞争
put 操作的典型流程（简化）
以 JDK 1.8 源码逻辑为主线：
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- 检查 key/value 是否为 null（直接抛 NPE，不允许）
- 计算 hash 值（spread(key.hashCode())，高位参与扰动）
- 若 table 为空，先 CAS 初始化
- 定位桶位置 i = (n-1) & hash
- 桶为空 → CAS 插入新 Node
- 桶为 ForwardingNode → 帮忙扩容
- 桶有节点 → synchronized(f) 后遍历链表或树，处理重复 key 或追加节点；长度超 8 且 table ≥ 64 时触发树化
- 最后调用 addCount() 更新元素总数
读操作为何几乎不加锁？
因为三个保障同时存在：
- Node 的 key、hash 是 final，不可变
- val 和 next 是 volatile，写后立即对其他线程可见
- 读前不做同步，但若读到正在迁移的桶（ForwardingNode），会主动跳转到新表重读——即“重试读”，保证结果一致性
这种设计让 get() 在绝大多数场景下是纯内存读取，没有锁开销，也无 CAS 失败重试成本。
基本上就这些。它不是靠魔法，而是把并发控制拆解到最细的执行单元，再用内存模型和原子指令兜底。理解它，关键不在背代码，而在看清“哪些操作必须串行”“哪些可以天然并行”“哪些靠 volatile/CAS 就够了”。
