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概要

本章是JUC系列的ConcurrentHashMap篇。内容包括：
ConcurrentHashMap介绍
ConcurrentHashMap原理和数据结构
ConcurrentHashMap函数列表
ConcurrentHashMap源码分析(JDK1.7.0_40版本)
ConcurrentHashMap示例

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ConcurrentHashMap介绍

ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表。HashMap, Hashtable, ConcurrentHashMap之间的关联如下：

　　HashMap是非线程安全的哈希表，常用于单线程程序中。

　　Hashtable是线程安全的哈希表，它是通过synchronized来保证线程安全的；即，多线程通过同一个“对象的同步锁”来实现并发控制。Hashtable在线程竞争激烈时，效率比较低(此时建议使用ConcurrentHashMap)！因为当一个线程访问Hashtable的同步方法时，其它线程就访问Hashtable的同步方法时，可能会进入阻塞状态。

　　ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表，它是通过“锁分段”来保证线程安全的。ConcurrentHashMap将哈希表分成许多片段(Segment)，每一个片段除了保存哈希表之外，本质上也是一个“可重入的互斥锁”(ReentrantLock)。多线程对同一个片段的访问，是互斥的；但是，对于不同片段的访问，却是可以同步进行的。

关于HashMap,Hashtable以及ReentrantLock的更多内容，可以参考：
1. Java 集合系列10之 HashMap详细介绍(源码解析)和使用示例
2. Java 集合系列11之 Hashtable详细介绍(源码解析)和使用示例
3. Java多线程系列–“JUC锁”02之 互斥锁ReentrantLock

ConcurrentHashMap原理和数据结构

要想搞清ConcurrentHashMap，必须先弄清楚它的数据结构：

  (01) ConcurrentHashMap继承于AbstractMap抽象类。
  (02) Segment是ConcurrentHashMap中的内部类，它就是ConcurrentHashMap中的“锁分段”对应的存储结构。ConcurrentHashMap与Segment是组合关系，1个ConcurrentHashMap对象包含若干个Segment对象。在代码中，这表现为ConcurrentHashMap类中存在“Segment数组”成员。
  (03) Segment类继承于ReentrantLock类，所以Segment本质上是一个可重入的互斥锁。
  (04) HashEntry也是ConcurrentHashMap的内部类，是单向链表节点，存储着key-value键值对。Segment与HashEntry是组合关系，Segment类中存在“HashEntry数组”成员，“HashEntry数组”中的每个HashEntry就是一个单向链表。

  对于多线程访问对一个“哈希表对象”竞争资源，Hashtable是通过一把锁来控制并发；而ConcurrentHashMap则是将哈希表分成许多片段，对于每一个片段分别通过一个互斥锁来控制并发。ConcurrentHashMap对并发的控制更加细腻，它也更加适应于高并发场景！

ConcurrentHashMap函数列表

// 创建一个带有默认初始容量 (16)、加载因子 (0.75) 和 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。
ConcurrentHashMap()
// 创建一个带有指定初始容量、默认加载因子 (0.75) 和 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。
ConcurrentHashMap(int initialCapacity)
// 创建一个带有指定初始容量、加载因子和默认 concurrencyLevel (16) 的新的空映射。
ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
// 创建一个带有指定初始容量、加载因子和并发级别的新的空映射。
ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int concurrencyLevel)
// 构造一个与给定映射具有相同映射关系的新映射。
ConcurrentHashMap(Map<? extends K,? extends V> m)

// 从该映射中移除所有映射关系
void clear()
// 一种遗留方法，测试此表中是否有一些与指定值存在映射关系的键。
boolean contains(Object value)
// 测试指定对象是否为此表中的键。
boolean containsKey(Object key)
// 如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。
boolean containsValue(Object value)
// 返回此表中值的枚举。
Enumeration<V> elements()
// 返回此映射所包含的映射关系的 Set 视图。
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
// 返回指定键所映射到的值，如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 null。
V get(Object key)
// 如果此映射不包含键-值映射关系，则返回 true。
boolean isEmpty()
// 返回此表中键的枚举。
Enumeration<K> keys()
// 返回此映射中包含的键的 Set 视图。
Set<K> keySet()
// 将指定键映射到此表中的指定值。
V put(K key, V value)
// 将指定映射中所有映射关系复制到此映射中。
void putAll(Map<? extends K,? extends V> m)
// 如果指定键已经不再与某个值相关联，则将它与给定值关联。
V putIfAbsent(K key, V value)
// 从此映射中移除键（及其相应的值）。
V remove(Object key)
// 只有目前将键的条目映射到给定值时，才移除该键的条目。
boolean remove(Object key, Object value)
// 只有目前将键的条目映射到某一值时，才替换该键的条目。
V replace(K key, V value)
// 只有目前将键的条目映射到给定值时，才替换该键的条目。
boolean replace(K key, V oldValue, V newValue)
// 返回此映射中的键-值映射关系数。
int size()
// 返回此映射中包含的值的 Collection 视图。
Collection<V> values()

ConcurrentHashMap源码分析(JDK1.7.0_40版本)

ConcurrentHashMap.java的完整源码如下：

 
View Code

下面从ConcurrentHashMap的创建，获取，添加，删除这4个方面对ConcurrentHashMap进行分析。

1 创建

下面以ConcurrentHashMap(int initialCapacity,float loadFactor, int concurrencyLevel)来进行说明。

@SuppressWarnings("unchecked")
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor, int concurrencyLevel) {
    // 参数有效性判断
    if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    // concurrencyLevel是“用来计算segments的容量”
    if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS)
        concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS;
    int sshift = 0;
    int ssize = 1;
    // ssize=“大于或等于concurrencyLevel的最小的2的N次方值”
    while (ssize < concurrencyLevel) {
        ++sshift;
        ssize <<= 1;
    }
    // 初始化segmentShift和segmentMask
    this.segmentShift = 32 - sshift;
    this.segmentMask = ssize - 1;
    // 哈希表的初始容量
    // 哈希表的实际容量=“segments的容量” x “segments中数组的长度”
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
        initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    // “哈希表的初始容量” / “segments的容量”
    int c = initialCapacity / ssize;
    if (c * ssize < initialCapacity)
        ++c;
    // cap就是“segments中的HashEntry数组的长度”
    int cap = MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY;
    while (cap < c)
        cap <<= 1;
    // segments
    Segment<K,V> s0 =
        new Segment<K,V>(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),
                         (HashEntry<K,V>[])new HashEntry[cap]);
    Segment<K,V>[] ss = (Segment<K,V>[])new Segment[ssize];
    UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); // ordered write of segments[0]
    this.segments = ss;
}

说明：
(01) 前面我们说过，ConcurrentHashMap采用了“锁分段”技术；在代码中，它通过“segments数组”对象来保存各个分段。segments的定义如下：

final Segment<K,V>[] segments;

    concurrencyLevel的作用就是用来计算segments数组的容量大小。先计算出“大于或等于concurrencyLevel的最小的2的N次方值”，然后将其保存为“segments的容量大小(ssize)”。
(02) initialCapacity是哈希表的初始容量。需要注意的是，哈希表的实际容量=“segments的容量” x “segments中数组的长度”。
(03) loadFactor是加载因子。它是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。

ConcurrentHashMap的构造函数中涉及到的非常重要的一个结构体，它就是Segment。下面看看Segment的声明：

static final class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {
    ...

    transient volatile HashEntry<K,V>[] table;
    // threshold阈，是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。
    transient int threshold;
    // loadFactor是加载因子
    final float loadFactor;

    Segment(float lf, int threshold, HashEntry<K,V>[] tab) {
        this.loadFactor = lf;
        this.threshold = threshold;
        this.table = tab;
    }

    ...
}

说明：Segment包含HashEntry数组，HashEntry保存了哈希表中的键值对。
此外，还需要说明的Segment继承于ReentrantLock。这意味着，Segment本质上就是可重入的互斥锁。

HashEntry的源码如下：

static final class HashEntry<K,V> {
    final int hash;    // 哈希值
    final K key;       // 键
    volatile V value;  // 值
    volatile HashEntry<K,V> next; // 下一个HashEntry节点

    HashEntry(int hash, K key, V value, HashEntry<K,V> next) {
        this.hash = hash;
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next;
    }

    ...
}

说明：和HashMap的节点一样，HashEntry也是链表。这就说明，ConcurrentHashMap是链式哈希表，它是通过“拉链法”来解决哈希冲突的。

2 获取

下面以get(Object key)为例，对ConcurrentHashMap的获取方法进行说明。

public V get(Object key) {
    Segment<K,V> s; // manually integrate access methods to reduce overhead
    HashEntry<K,V>[] tab;
    int h = hash(key);
    long u = (((h >>> segmentShift) & segmentMask) << SSHIFT) + SBASE;
    // 获取key对应的Segment片段。
    // 如果Segment片段不为null，则在“Segment片段的HashEntry数组中”中找到key所对应的HashEntry列表；
    // 接着遍历该HashEntry链表，找到于key-value键值对对应的HashEntry节点。
    if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObjectVolatile(segments, u)) != null &&
        (tab = s.table) != null) {
        for (HashEntry<K,V> e = (HashEntry<K,V>) UNSAFE.getObjectVolatile
                 (tab, ((long)(((tab.length - 1) & h)) << TSHIFT) + TBASE);
             e != null; e = e.next) {
            K k;
            if ((k = e.key) == key || (e.hash == h && key.equals(k)))
                return e.value;
        }
    }
    return null;
}

说明：get(Object key)的作用是返回key在ConcurrentHashMap哈希表中对应的值。
它首先根据key计算出来的哈希值，获取key所对应的Segment片段。
如果Segment片段不为null，则在“Segment片段的HashEntry数组中”中找到key所对应的HashEntry列表。Segment包含“HashEntry数组”对象，而每一个HashEntry本质上是一个单向链表。
接着遍历该HashEntry链表，找到于key-value键值对对应的HashEntry节点。

下面是hash()的源码

private int hash(Object k) {
    int h = hashSeed;

    if ((0 != h) && (k instanceof String)) {
        return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
    }

    h ^= k.hashCode();

    // Spread bits to regularize both segment and index locations,
    // using variant of single-word Wang/Jenkins hash.
    h += (h <<  15) ^ 0xffffcd7d;
    h ^= (h >>> 10);
    h += (h <<   3);
    h ^= (h >>>  6);
    h += (h <<   2) + (h << 14);
    return h ^ (h >>> 16);
}

3 增加

下面以put(K key, V value)来对ConcurrentHashMap中增加键值对来进行说明。

public V put(K key, V value) {
    Segment<K,V> s;
    if (value == null)
        throw new NullPointerException();
    // 获取key对应的哈希值
    int hash = hash(key);
    int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;
    // 如果找不到该Segment，则新建一个。
    if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject          // nonvolatile; recheck
         (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) // in ensureSegment
        s = ensureSegment(j);
    return s.put(key, hash, value, false);
}

说明：
(01) put()根据key获取对应的哈希值，再根据哈希值找到对应的Segment片段。如果Segment片段不存在，则新增一个Segment。
(02) 将key-value键值对添加到Segment片段中。

final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
    // tryLock()获取锁，成功返回true，失败返回false。
    // 获取锁失败的话，则通过scanAndLockForPut()获取锁，并返回”要插入的key-value“对应的”HashEntry链表“。
    HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null :
        scanAndLockForPut(key, hash, value);
    V oldValue;
    try {
        // tab代表”当前Segment中的HashEntry数组“
        HashEntry<K,V>[] tab = table;
        //  根据”hash值“获取”HashEntry数组中对应的HashEntry链表“
        int index = (tab.length - 1) & hash;
        HashEntry<K,V> first = entryAt(tab, index);
        for (HashEntry<K,V> e = first;;) {
            // 如果”HashEntry链表中的当前HashEntry节点“不为null，
            if (e != null) {
                K k;
                // 当”要插入的key-value键值对“已经存在于”HashEntry链表中“时，先保存原有的值。
                // 若”onlyIfAbsent“为true，即”要插入的key不存在时才插入”，则直接退出；
                // 否则，用新的value值覆盖原有的原有的值。
                if ((k = e.key) == key ||
                    (e.hash == hash && key.equals(k))) {
                    oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent) {
                        e.value = value;
                        ++modCount;
                    }
                    break;
                }
                e = e.next;
            }
            else {
                // 如果node非空，则将first设置为“node的下一个节点”。
                // 否则，新建HashEntry链表
                if (node != null)
                    node.setNext(first);
                else
                    node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, first);
                int c = count + 1;
                // 如果添加key-value键值对之后，Segment中的元素超过阈值(并且，HashEntry数组的长度没超过限制)，则rehash；
                // 否则，直接添加key-value键值对。
                if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY)
                    rehash(node);
                else
                    setEntryAt(tab, index, node);
                ++modCount;
                count = c;
                oldValue = null;
                break;
            }
        }
    } finally {
        // 释放锁
        unlock();
    }
    return oldValue;
}

说明：
put()的作用是将key-value键值对插入到“当前Segment对应的HashEntry中”，在插入前它会获取Segment对应的互斥锁，插入后会释放锁。具体的插入过程如下：
(01) 首先根据“hash值”获取“当前Segment的HashEntry数组对象”中的“HashEntry节点”，每个HashEntry节点都是一个单向链表。
(02) 接着，遍历HashEntry链表。
       若在遍历HashEntry链表时，找到与“要key-value键值对”对应的节点，即“要插入的key-value键值对”的key已经存在于HashEntry链表中。则根据onlyIfAbsent进行判断，若onlyIfAbsent为true，即“当要插入的key不存在时才插入”，则不进行插入，直接返回；否则，用新的value值覆盖原始的value值，然后再返回。
       若在遍历HashEntry链表时，没有找到与“要key-value键值对”对应的节点。当node!=null时，即在scanAndLockForPut()获取锁时，已经新建了key-value对应的HashEntry节点，则”将HashEntry添加到Segment中“；否则，新建key-value对应的HashEntry节点，然后再“将HashEntry添加到Segment中”。 在”将HashEntry添加到Segment中“前，会判断是否需要rehash。如果在添加key-value键值之后，容量会超过阈值，并且HashEntry数组的长度没有超过限制，则进行rehash；否则，直接通过setEntryAt()将key-value键值对添加到Segment中。

在介绍rehash()和setEntryAt()之前，我们先看看自旋函数scanAndLockForPut()。下面是它的源码：

private HashEntry<K,V> scanAndLockForPut(K key, int hash, V value) {
    // 第一个HashEntry节点
    HashEntry<K,V> first = entryForHash(this, hash);
    // 当前的HashEntry节点
    HashEntry<K,V> e = first;
    HashEntry<K,V> node = null;
    // 重复计数(自旋计数器)
    int retries = -1; // negative while locating node

    // 查找”key-value键值对“在”HashEntry链表上对应的节点“；
    // 若找到的话，则不断的自旋；在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取”锁“并退出。
    // 若没有找到的话，则新建一个HashEntry链表。然后不断的自旋。
    // 此外，若在自旋期间，HashEntry链表的表头发生变化；则重新进行查找和自旋工作！
    while (!tryLock()) {
        HashEntry<K,V> f; // to recheck first below
        // 1. retries<0的处理情况
        if (retries < 0) {
            // 1.1 如果当前的HashEntry节点为空(意味着，在该HashEntry链表上上没有找到”要插入的键值对“对应的节点)，而且node=null；则新建HashEntry链表。
            if (e == null) {
                if (node == null) // speculatively create node
                    node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, null);
                retries = 0;
            }
            // 1.2 如果当前的HashEntry节点是”要插入的键值对在该HashEntry上对应的节点“，则设置retries=0
            else if (key.equals(e.key))
                retries = 0;
            // 1.3 设置为下一个HashEntry。
            else
                e = e.next;
        }
        // 2. 如果自旋次数超过限制，则获取“锁”并退出
        else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) {
            lock();
            break;
        }
        // 3. 当“尝试了偶数次”时，就获取“当前Segment的第一个HashEntry”，即f。
        // 然后，通过f!=first来判断“当前Segment的第一个HashEntry是否发生了改变”。
        // 若是的话，则重置e，first和retries的值，并重新遍历。
        else if ((retries & 1) == 0 &&
                 (f = entryForHash(this, hash)) != first) {
            e = first = f; // re-traverse if entry changed
            retries = -1;
        }
    }
    return node;
}

说明：
scanAndLockForPut()的目标是获取锁。流程如下：
    它首先会调用entryForHash()，根据hash值获取”当前Segment中对应的HashEntry节点(first)，即找到对应的HashEntry链表“。
    紧接着进入while循环。在while循环中，它会遍历”HashEntry链表(e)“，查找”要插入的key-value键值对“在”该HashEntry链表上对应的节点“。
         若找到的话，则不断的自旋，即不断的执行while循环。在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则，在自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取锁并退出。
         若没有找到的话，则新建一个HashEntry链表，然后不断的自旋。在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则，在自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取锁并退出。
     此外，若在自旋期间，HashEntry链表的表头发生变化；则重新进行查找和自旋工作！

理解scanAndLockForPut()时，务必要联系”哈希表“的数据结构。一个Segment本身就是一个哈希表，Segment中包含了”HashEntry数组“对象，而每一个HashEntry对象本身是一个”单向链表“。

下面看看rehash()的实现代码。

private void rehash(HashEntry<K,V> node) {
    HashEntry<K,V>[] oldTable = table;
    // ”Segment中原始的HashEntry数组的长度“
    int oldCapacity = oldTable.length;
    // ”Segment中新HashEntry数组的长度“
    int newCapacity = oldCapacity << 1;
    // 新的阈值
    threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
    // 新的HashEntry数组
    HashEntry<K,V>[] newTable =
        (HashEntry<K,V>[]) new HashEntry[newCapacity];
    int sizeMask = newCapacity - 1;
    // 遍历”原始的HashEntry数组“，
    // 将”原始的HashEntry数组“中的每个”HashEntry链表“的值，都复制到”新的HashEntry数组的HashEntry元素“中。
    for (int i = 0; i < oldCapacity ; i++) {
        // 获取”原始的HashEntry数组“中的”第i个HashEntry链表“
        HashEntry<K,V> e = oldTable[i];
        if (e != null) {
            HashEntry<K,V> next = e.next;
            int idx = e.hash & sizeMask;
            if (next == null)   //  Single node on list
                newTable[idx] = e;
            else { // Reuse consecutive sequence at same slot
                HashEntry<K,V> lastRun = e;
                int lastIdx = idx;
                for (HashEntry<K,V> last = next;
                     last != null;
                     last = last.next) {
                    int k = last.hash & sizeMask;
                    if (k != lastIdx) {
                        lastIdx = k;
                        lastRun = last;
                    }
                }
                newTable[lastIdx] = lastRun;
                // 将”原始的HashEntry数组“中的”HashEntry链表(e)“的值，都复制到”新的HashEntry数组的HashEntry“中。
                for (HashEntry<K,V> p = e; p != lastRun; p = p.next) {
                    V v = p.value;
                    int h = p.hash;
                    int k = h & sizeMask;
                    HashEntry<K,V> n = newTable[k];
                    newTable[k] = new HashEntry<K,V>(h, p.key, v, n);
                }
            }
        }
    }
    // 将新的node节点添加到“Segment的新HashEntry数组(newTable)“中。
    int nodeIndex = node.hash & sizeMask; // add the new node
    node.setNext(newTable[nodeIndex]);
    newTable[nodeIndex] = node;
    table = newTable;
}

说明：rehash()的作用是将”Segment的容量“变为”原始的Segment容量的2倍“。
在将原始的数据拷贝到“新的Segment”中后，会将新增加的key-value键值对添加到“新的Segment”中。

setEntryAt()的源码如下：

static final <K,V> void setEntryAt(HashEntry<K,V>[] tab, int i,
                                   HashEntry<K,V> e) {
    UNSAFE.putOrderedObject(tab, ((long)i << TSHIFT) + TBASE, e);
}

UNSAFE是Segment类中定义的“静态sun.misc.Unsafe”对象。源码如下：

static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;

Unsafe.java在openjdk6中的路径是：openjdk6/jdk/src/share/classes/sun/misc/Unsafe.java。其中，putOrderedObject()的源码下：

public native void putOrderedObject(Object o, long offset, Object x);

说明：putOrderedObject()是一个本地方法。 
它会设置obj对象中offset偏移地址对应的object型field的值为指定值。它是一个有序或者有延迟的putObjectVolatile()方法，并且不保证值的改变被其他线程立即看到。只有在field被volatile修饰并且期望被意外修改的时候，使用putOrderedObject()才有用。

总之，setEntryAt()的目的是设置tab中第i位置元素的值为e，且该设置会有延迟。

4 删除

下面以remove(Object key)来对ConcurrentHashMap中的删除操作来进行说明。

public V remove(Object key) {
    int hash = hash(key);
    // 根据hash值，找到key对应的Segment片段。
    Segment<K,V> s = segmentForHash(hash);
    return s == null ? null : s.remove(key, hash, null);
}

说明：remove()首先根据“key的计算出来的哈希值”找到对应的Segment片段，然后再从该Segment片段中删除对应的“key-value键值对”。

remove()的方法如下：

final V remove(Object key, int hash, Object value) {
    // 尝试获取Segment对应的锁。
    // 尝试失败的话，则通过scanAndLock()来获取锁。
    if (!tryLock())
        scanAndLock(key, hash);
    V oldValue = null;
    try {
        // 根据“hash值”找到“Segment的HashEntry数组”中对应的“HashEntry节点(e)”，该HashEntry节点是一HashEntry个链表。
        HashEntry<K,V>[] tab = table;
        int index = (tab.length - 1) & hash;
        HashEntry<K,V> e = entryAt(tab, index);
        HashEntry<K,V> pred = null;
        // 遍历“HashEntry链表”，删除key-value键值对
        while (e != null) {
            K k;
            HashEntry<K,V> next = e.next;
            if ((k = e.key) == key ||
                (e.hash == hash && key.equals(k))) {
                V v = e.value;
                if (value == null || value == v || value.equals(v)) {
                    if (pred == null)
                        setEntryAt(tab, index, next);
                    else
                        pred.setNext(next);
                    ++modCount;
                    --count;
                    oldValue = v;
                }
                break;
            }
            pred = e;
            e = next;
        }
    } finally {
        // 释放锁
        unlock();
    }
    return oldValue;
}

说明：remove()的目的就是删除key-value键值对。在删除之前，它会获取到Segment的互斥锁，在删除之后，再释放锁。
它的删除过程也比较简单，它会先根据hash值，找到“Segment的HashEntry数组”中对应的“HashEntry”节点。根据Segment的数据结构，我们知道Segment中包含一个HashEntry数组对象，而每一个HashEntry本质上是一个单向链表。 在找到“HashEntry”节点之后，就遍历该“HashEntry”节点对应的链表，找到key-value键值对对应的节点，然后删除。

下面对scanAndLock()进行说明。它的源码如下：

private void scanAndLock(Object key, int hash) {
    // 第一个HashEntry节点
    HashEntry<K,V> first = entryForHash(this, hash);
    HashEntry<K,V> e = first;
    int retries = -1;

    // 查找”key-value键值对“在”HashEntry链表上对应的节点“；
    // 无论找没找到，最后都会不断的自旋；在自旋期间，若通过tryLock()获取锁成功则返回；否则自旋MAX_SCAN_RETRIES次数之后，强制获取”锁“并退出。
    // 若在自旋期间，HashEntry链表的表头发生变化；则重新进行查找和自旋！
    while (!tryLock()) {
        HashEntry<K,V> f;
        if (retries < 0) {
            // 如果“遍历完该HashEntry链表，仍然没找到”要删除的键值对“对应的节点”
            // 或者“在该HashEntry链表上找到”要删除的键值对“对应的节点”，则设置retries=0
            // 否则，设置e为下一个HashEntry节点。
            if (e == null || key.equals(e.key))
                retries = 0;
            else
                e = e.next;
        }
        // 自旋超过限制次数之后，获取锁并退出。
        else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) {
            lock();
            break;
        }
        // 当“尝试了偶数次”时，就获取“当前Segment的第一个HashEntry”，即f。
        // 然后，通过f!=first来判断“当前Segment的第一个HashEntry是否发生了改变”。
        // 若是的话，则重置e，first和retries的值，并重新遍历。
        else if ((retries & 1) == 0 &&
                 (f = entryForHash(this, hash)) != first) {
            e = first = f;
            retries = -1;
        }
    }
}

说明：scanAndLock()的目标是获取锁。它的实现与scanAndLockForPut()类似，这里就不再过多说明。

总结：ConcurrentHashMap是线程安全的哈希表，它是通过“锁分段”来实现的。ConcurrentHashMap中包括了“Segment(锁分段)数组”，每个Segment就是一个哈希表，而且也是可重入的互斥锁。第一，Segment是哈希表表现在，Segment包含了“HashEntry数组”，而“HashEntry数组”中的每一个HashEntry元素是一个单向链表。即Segment是通过链式哈希表。第二，Segment是可重入的互斥锁表现在，Segment继承于ReentrantLock，而ReentrantLock就是可重入的互斥锁。
对于ConcurrentHashMap的添加，删除操作，在操作开始前，线程都会获取Segment的互斥锁；操作完毕之后，才会释放。而对于读取操作，它是通过volatile去实现的，HashEntry数组是volatile类型的，而volatile能保证“即对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入”，即我们总能读到其它线程写入HashEntry之后的值。 以上这些方式，就是ConcurrentHashMap线程安全的实现原理。

ConcurrentHashMap示例

下面，我们通过一个例子去对比HashMap和ConcurrentHashMap。

 1 import java.util.*;
 2 import java.util.concurrent.*;
 3 
 4 /*
 5  *   ConcurrentHashMap是“线程安全”的哈希表，而HashMap是非线程安全的。
 6  *
 7  *   下面是“多个线程同时操作并且遍历map”的示例
 8  *   (01) 当map是ConcurrentHashMap对象时，程序能正常运行。
 9  *   (02) 当map是HashMap对象时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。
10  *
11  * @author skywang
12  */
13 public class ConcurrentHashMapDemo1 {
14 
15     // TODO: map是HashMap对象时，程序会出错。
16     //private static Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
17     private static Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();
18     public static void main(String[] args) {
19     
20         // 同时启动两个线程对map进行操作！
21         new MyThread("ta").start();
22         new MyThread("tb").start();
23     }
24 
25     private static void printAll() {
26         String key, value;
27         Iterator iter = map.entrySet().iterator();
28         while(iter.hasNext()) {
29             Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
30             key = (String)entry.getKey();
31             value = (String)entry.getValue();
32             System.out.print(key+" - "+value+", ");
33         }
34         System.out.println();
35     }
36 
37     private static class MyThread extends Thread {
38         MyThread(String name) {
39             super(name);
40         }
41         @Override
42         public void run() {
43                 int i = 0;
44             while (i++ < 6) {
45                 // “线程名” + "-" + "序号"
46                 String val = Thread.currentThread().getName()+i;
47                 map.put(String.valueOf(i), val);
48                 // 通过“Iterator”遍历map。
49                 printAll();
50             }
51         }
52     }
53 }

(某一次)运行结果：

1 - tb1, 
1 - tb1, 
1 - tb1, 1 - tb1, 2 - tb2, 
2 - tb2, 1 - tb1, 
3 - ta3, 1 - tb1, 2 - tb2, 
3 - tb3, 1 - tb1, 2 - tb2, 
3 - tb3, 1 - tb1, 4 - tb4, 3 - tb3, 2 - tb2, 
4 - tb4, 1 - tb1, 2 - tb2, 
5 - ta5, 1 - tb1, 3 - tb3, 5 - tb5, 4 - tb4, 3 - tb3, 2 - tb2, 
4 - tb4, 1 - tb1, 2 - tb2, 
5 - tb5, 1 - tb1, 6 - tb6, 5 - tb5, 3 - tb3, 6 - tb6, 4 - tb4, 3 - tb3, 2 - tb2, 
4 - tb4, 2 - tb2, 

结果说明：如果将源码中的map改成HashMap对象时，程序会产生ConcurrentModificationException异常。