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Map系列之ConcurrentHashMap(JAVA8)
阅读量:3945 次
发布时间:2019-05-24

本文共 3763 字,大约阅读时间需要 12 分钟。

一 ConcurrentHashMap 1.8

在这里插入图片描述
Java8 Node 数组 + 链表 / 红黑树。当冲突链表达到一定长度时,链表会转换成红黑树。
2. 初始化 initTable

/**

  • Initializes table, using the size recorded in sizeCtl.
    */
    private final Node<K,V>[] initTable() {
    Node<K,V>[] tab; int sc;
    while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
    // 如果 sizeCtl < 0 ,说明另外的线程执行CAS 成功,正在进行初始化。
    if ((sc = sizeCtl) < 0)
    // 让出 CPU 使用权
    Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
    else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
    try {
    if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
    int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
    @SuppressWarnings(“unchecked”)
    Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
    table = tab = nt;
    sc = n - (n >>> 2);
    }
    } finally {
    sizeCtl = sc;
    }
    break;
    }
    }
    return tab;
    }
    从源码中可以发现 ConcurrentHashMap 的初始化是通过自旋和 CAS 操作完成的。里面需要注意的是变量 sizeCtl ,它的值决定着当前的初始化状态。
    -1 说明正在初始化
    -N 说明有N-1个线程正在进行扩容
    表示 table 初始化大小,如果 table 没有初始化
    表示 table 容量,如果 table 已经初始化。
  1. put

直接过一遍 put 源码。

public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}

/** Implementation for put and putIfAbsent */

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// key 和 value 不能为空
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;😉 {
// f = 目标位置元素
Node<K,V> f; int n, i, fh;// fh 后面存放目标位置的元素 hash 值
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
// 数组桶为空,初始化数组桶(自旋+CAS)
tab = initTable();
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
// 桶内为空,CAS 放入,不加锁,成功了就直接 break 跳出
if (casTabAt(tab, i, null,new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
break; // no lock when adding to empty bin
}
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
V oldVal = null;
// 使用 synchronized 加锁加入节点
synchronized (f) {
if (tabAt(tab, i) == f) {
// 说明是链表
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
// 循环加入新的或者覆盖节点
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
Node<K,V> pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
else if (f instanceof TreeBin) {
// 红黑树
Node<K,V> p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}
根据 key 计算出 hashcode 。
判断是否需要进行初始化。
即为当前 key 定位出的 Node,如果为空表示当前位置可以写入数据,利用 CAS 尝试写入,失败则自旋保证成功。
如果当前位置的 hashcode == MOVED == -1,则需要进行扩容。
如果都不满足,则利用 synchronized 锁写入数据。
如果数量大于 TREEIFY_THRESHOLD 则要转换为红黑树。
4. get

get 流程比较简单,直接过一遍源码。

public V get(Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
// key 所在的 hash 位置
int h = spread(key.hashCode());
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
// 如果指定位置元素存在,头结点hash值相同
if ((eh = e.hash) == h) {
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
// key hash 值相等,key值相同,直接返回元素 value
return e.val;
}
else if (eh < 0)
// 头结点hash值小于0,说明正在扩容或者是红黑树,find查找
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
while ((e = e.next) != null) {
// 是链表,遍历查找
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}
总结一下 get 过程:
根据 hash 值计算位置。
查找到指定位置,如果头节点就是要找的,直接返回它的 value.
如果头节点 hash 值小于 0 ,说明正在扩容或者是红黑树,查找之。
如果是链表,遍历查找之。
总结:
总的来说 ConcruuentHashMap 在 Java8 中相对于 Java7 来说变化还是挺大的,
3. 总结

Java8 中的 ConcruuentHashMap 使用的 Synchronized 锁加 CAS 的机制。java8 进化成了 Node 数组 + 链表 / 红黑树,Node 是类似于一个 HashEntry 的结构。**它的冲突再达到一定大小时会转化成红黑树,在冲突小于一定数量时又退回链表。

有些同学可能对 Synchronized 的性能存在疑问,其实 Synchronized 锁自从引入锁升级策略后,性能不再是问题,有兴趣的同学可以自己了解下 Synchronized 的锁升级。

转载地址:http://balwi.baihongyu.com/

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