【面经】HashMap和ConcurrentHashMap区别
HashMap和ConcurrentHashMap区别
HashMap和ConcurrentHashMap的最大区别在于线程安全性。
HashMap是非线程安全的。这意味着在多线程环境下，如果多个线程同时修改
HashMap，可能会导致数据不一致，甚至引发死循环等问题。ConcurrentHashMap是线程安全的，它通过细粒度的锁机制来保证并发安全。在多线程环境下，不同的线程可以同时对不同的部分进行修改而不会影响到其他线程。
ConcurrentHashMap的线程安全是通过分段锁（Segment Locks）来实现的。具体来说，ConcurrentHashMap会将Map分为多个段，每个段有自己的锁，这样线程可以在不同的段上进行并发操作，不会发生阻塞。相比之下，HashMap不进行任何的锁机制，因此不支持并发修改。
JDK1.7 版本底层是 数组+链表 实现，使用分段锁来保证线程安全，它默认是将数组分成了16段，同时给每一段来配一把锁，因此最多只有16个线程去同时操作集合不同段。这样降低了并发操作时的锁竞争，提高并发性能。
JDK1.8 版本底层是数组+链表+红黑树，在并发处理方面去掉了分段锁的设计，而是使用 CAS + synchronized 来实现一种更加细粒度的锁。
从源码上看：添加元素时首先会判断数组是否为空，如果数组为空则使用CAS 来初始化数组。如果数组不为空则判断元素要存入的桶位置上是否为空，如果桶位置上为空则使用CAS 设置桶上的头节点；如果桶位置上不为空则使用synchronize 加锁，锁住桶位置上的头节点，遍历桶中的数据，替换或新增节点到桶中，并且再判断链表是否需要转为红黑树
锁粒度细化：锁的粒度从段缩小到单个桶（链表/树的头节点），减少竞争概率。
JDK 1.8 的 ConcurrentHashMap 设计体现了无锁化编程和锁粒度细化的优化思想，是 Java 并发容器的经典实现。
为什么不全部用CAS或者全部用synchronized加锁实现线程安全，为什么不同操作用不同的方式去保证线程安全
我们可以看不同的方式中做的事情是什么：
- CAS保证线程安全时，它做的事情是初始化数组或者初始化头节点
- synchronized保证线程安全时，它做的事情是遍历桶下的结点，比较key是否相等，然后再插入元素或者替换元素，再判断链表是否转为红黑树
所以可以看出是后者耗时更长
- CAS无锁就适合做短时间的任务，因为如果任务执行时间长，就会有线程不断的自旋尝试，过度占用CPU
- synchronized就适合做长时间、高竞争的任务，加锁后，其余线程会进入休眠，不会占用CPU
- 这是两者的特点不同，适用的场景不同。
这种设计体现了对不同场景的精细化控制，是现代并发编程中“无锁优先，锁为补充”思想的典型实践。