- 正确答案：ConcurrentHashMap 是 Java 中线程安全的哈希表实现，其核心原理是分段锁（JDK 7）或 CAS + synchronized 分段加锁（JDK 8+）。JDK 8 中摒弃了 Segment，采用 Node 数组 + 链表/红黑树结构，并通过 volatile 修饰的 table 数组、sizeCtl 控制变量、以及对单个桶（bin）细粒度加锁来保障并发安全。扩容时采用多线程协作扩容机制：多个线程可同时参与迁移；每个线程负责迁移一个或多个 hash 桶；通过设置 ForwardingNode 标记已迁移的桶，并利用 CAS 更新 sizeCtl 和 nextTable 等关键状态；迁移过程中读操作无锁（若遇到 ForwardingNode 则协助扩容或重试），写操作对未迁移桶正常加锁，对已迁移桶则重定向到新表，从而在高并发下兼顾性能与一致性。 - 解答思路：首先明确 ConcurrentHashMap 的演进背景——HashMap 非线程安全，Hashtable 全局锁性能差，因此需要一种兼顾并发性与效率的哈希表。接着分版本梳理：（1）JDK 7 使用 Segment 数组 + HashEntry 数组，每个 Segment 是一把 ReentrantLock，实现“锁分段”，但存在扩容困难、内存占用高、伪共享等问题；（2）JDK 8 彻底重构：去 Segment，引入 volatile Node[] table、CAS 控制的 sizeCtl、TreeBin 红黑树封装、ForwardingNode 扩容标记节点；（3）扩容过程的关键在于“协同推进”：初始化时由首个 put 触发，通过 compareAndSwapInt 设置 sizeCtl = -1 表示正在初始化；后续线程发现 sizeCtl < 0 且 table 为 null，则协助初始化；当 table 已存在且 sizeCtl < -1（如 -2、-3…）表示有 N-1 个线程正在扩容；扩容任务被划分为 stride（步长），每个线程通过 advance() 和 finish() 协同完成指定区间桶的迁移；迁移单个桶时，先用 synchronized 锁住该桶首节点（即链表头或 TreeBin），再逐个迁移节点至新表对应位置（rehash 后索引为 (n-1) & hash，其中 n 为新容量）；迁移完成后将原桶置为 ForwardingNode，其 hash 字段设为 MOVED（-1），find() 方法识别到 MOVED 即跳转到新表查找或协助迁移。最后强调线程安全的三重保障：① volatile 保证 table 引用和 Node.next 的可见性；② CAS 原子更新 sizeCtl、nextTable、链表头等关键字段；③ synchronized 锁粒度精确到单个桶，避免全局阻塞。 - 深度知识讲解：【底层数据结构】 JDK 8 中 ConcurrentHashMap 的核心存储结构是： - transient volatile Node[] table：主哈希表，volatile 保证数组引用的可见性；数组元素类型为 Node（静态内部类），包含 final int hash, final K key, volatile V val, volatile Node next；其中 val 和 next 均为 volatile，确保链表遍历时的可见性（避免读到未完全构造的节点）。 - transient volatile Node[] nextTable：扩容期间的新表，仅在扩容时非 null；同样为 volatile，保证多线程可见。 - private transient volatile int sizeCtl：核心控制变量，含义随阶段变化： • 初始化前为 0； • 初始化中为 -1； • 初始化完成但未扩容时为阈值（0.75 * capacity）； • 扩容中为 -(1 + 参与扩容线程数)，例如 -2 表示 1 个线程正在扩容； • 扩容完成前，该值还会被设为新表的阈值（如 16→32，则 sizeCtl = 24）。 sizeCtl 的所有更新均通过 Unsafe.compareAndSwapInt 实现原子性。【扩容机制详解】扩容触发条件：putVal 中检测到当前元素个数 >= sizeCtl（即达到阈值）。扩容流程分三阶段：（1）initTable()：首次初始化，CAS 将 sizeCtl 设为 -1，成功者创建 table 并初始化；失败者让出 CPU（Thread.yield()）并重试。（2）transfer(tab, nextTab)：核心扩容方法。 • 若 nextTab == null（首次扩容），则新建 nextTab = new Node[n << 1]； • 设置 sizeCtl = -(1 + NCPU)，预估最大并行线程数（实际由 stride = MAX(16, n >>> 3) 控制每线程处理桶数）； • 每个线程通过一个 while 循环 + 两层 for 协作：外层控制是否完成全部桶迁移（i >= 0），内层处理单个桶（i 对应 tab[i]）； • 关键同步点：对 tab[i] 加锁前，先判断是否为 ForwardingNode —— 若是，说明已被其他线程迁移，直接 i-- 继续；否则尝试用 synchronized 锁住 tab[i] 头节点（若为 null 则跳过）； • 迁移逻辑：遍历原桶链表/红黑树，根据 (n << 1) - 1 & hash 计算新索引，拆分为低位链（loHead）和高位链（hiHead），因扩容为 2 倍，故新索引 = 原索引或原索引 + n； • 迁移完毕后，将 tab[i] 设置为 ForwardingNode，其 nextTable 指向 nextTab，hash = MOVED（-1）； • 最后更新 transferIndex（下一个待处理桶索引），供其他线程领取任务。（3）扩容完成：当所有桶迁移完毕，将 table 指向 nextTab，sizeCtl 重置为新阈值（0.75 * newCapacity），并清空 nextTable。【线程安全保证机制】（1）读操作（get）完全无锁：利用 volatile Node.next 和 volatile Node.val，在遍历链表时能保证看到最新值；遇到 ForwardingNode 时，直接调用 helpTransfer 协助迁移或在 nextTable 中查找；（2）写操作（putVal）： • 若桶为空，用 CAS 插入新 Node； • 若桶为普通 Node，synchronized 锁住首节点后插入（链表尾插或树化）； • 若桶为 TreeBin，synchronized 锁住 TreeBin 对象后插入； • 若桶为 ForwardingNode，说明正在扩容，则调用 helpTransfer 协助迁移，或重试插入新表；（3）size() 方法：不直接返回 volatile size 字段（因并发更新难精确），而是通过 baseCount + CounterCell[] 数组的分段计数，配合 @sun.misc.Contended 防止伪共享，最后 sumCount() 汇总，保证近似准确（最终一致性）；（4）CAS + volatile + synchronized 三者组合：CAS 用于无竞争场景（如初始化、计数更新），volatile 保证状态可见性，synchronized 提供临界区互斥，三者协同实现“尽可能无锁，必要时最小粒度加锁”。 - 伪代码（transfer 核心逻辑简化版）： ``` void transfer(Node[] tab, Node[] nextTab) { int n = tab.length, stride; if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < 16) stride = 16; if (nextTab == null) { try { Node[] nt = new Node[n << 1]; nextTab = nt; } catch (Throwable ex) { throw new OutOfMemoryError(); } } int nextn = nextTab.length; ForwardingNode fwd = new ForwardingNode(nextTab); int advance = true; int i = 0, bound = 0; for (;;) { Node f; int fh; while (advance) { int nextIndex, nextBound; if (--i >= bound || i < 0 || nextIndex <= 0) { advance = false; } else if ((f = tabAt(tab, i)) == null) { advance = casTabAt(tab, i, null, fwd); } else if ((fh = f.hash) == MOVED) { advance = true; } } if (!advance) { break; } if (f == null) tabAt(tab, i) = fwd; else if (fh < 0) { // 红黑树或特殊节点，调用相应迁移逻辑 } else { // 链表迁移：遍历、拆分 lo/hi 链、设置新表对应位置 Node ln, hn; Node p = f; ln = hn = null; do { Node next = p.next; if ((p.hash & n) == 0) { p.next = ln; ln = p; } else { p.next = hn; hn = p; } p = next; } while (p != null); setTabAt(nextTab, i, ln); setTabAt(nextTab, i + n, hn); setTabAt(tab, i, fwd); } } } ``` 注：tabAt、setTabAt 等均为 Unsafe.getObjectVolatile / compareAndSwapObject 封装，保证原子性与可见性。

27 快手二面 挂（问就是面试官没反馈，官网又不挂，当挂处理）

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