ConcurrentHashMap为什么改为红黑树存储

ConcurrentHashMap 在 Java 8 中引入了红黑树作为其内部结构的一部分，主要是为了提高在高散列冲突情况下的查询性能。以下是几个关键原因：

1. 性能优化：当链表长度过长时，查询操作的时间复杂度会退化为 O(n)，其中 n 是链表的长度。而红黑树作为一种自平衡二叉查找树，可以在 log(n) 时间内完成查找、插入和删除操作，大大提升了高冲突情况下的性能。

2. 散列冲突处理：随着元素数量的增加，即使是良好的散列函数也可能导致较多的散列冲突。当一个桶（bucket）中的元素数量超过某个阈值（默认为8）时，ConcurrentHashMap 会将这个桶中的链表转换为红黑树，以此来维持高效的查找速度。

3. 并发控制：虽然红黑树的插入和删除操作比链表复杂，但是ConcurrentHashMap通过精细的设计，如使用TreeBin节点包装红黑树、分离的锁机制（在Java 8中通过CAS和synchronized实现，而在Java 16中使用更精细的StampedLock）来减少锁的粒度，保证了在并发环境下的高效操作和线程安全。

4. 动态调整：当桶中的元素数量减少到一定程度（默认为6）时，ConcurrentHashMap还会将红黑树转换回链表，以减少不必要的结构复杂性，进一步优化空间和时间效率。

总之，红黑树的引入是为了在保持高并发特性的前提下，优化在散列冲突较严重情况下的数据结构，从而提高整体的性能和效率。