JDK1.8的ConcurrentHashMap
原文链接:https://www.jianshu.com/p/865c813f2726JDK1.7的原理1请戳这里自己的Java并发PDF笔记里的原理讲解也很好JDK1.8的实现已经摒弃了Segment的概念,而是直接用Node数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用Synchronized和CAS来操作,整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap,虽然在JDK1.8中还能看到Segment的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本
put总结: 懒惰初始化。如果没有初始化就先调用initTable()方法来进行初始化过程找到对应的桶位置 ,如果没有hash冲突,即该位置为空,就直接CAS插入如果还在进行扩容操作就先进行扩容如果存在hash冲突,就加锁来保证线程安全,这里有两种情况,一种是链表形式就直接遍历到尾端插入(1.7是头部),一种是红黑树就按照红黑树结构插入,只对该链表的头结点或红黑树的头结点加synchronized,不是整个map,提高并发度。如果Hash冲突时会形成Node链表,在链表长度超过8,Node数组超过64时会将链表结构转换为红黑树的结构,便于查找,O(logn),break再一次进入循环如果添加成功就调用addCount()方法统计size,并且检查是否需要扩容 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) { if (key == null || value == null) throw new NullPointerException(); int hash = spread(key.hashCode()); //两次hash,减少hash冲突,可以均匀分布 int binCount = 0; for (Node<K, V>[] tab = table; ; ) { //对这个table进行迭代 Node<K, V> f; int n, i, fh; //这里就是上面构造方法没有进行初始化,在这里进行判断,为null就调用initTable进行初始化,属于懒汉模式初始化 if (tab == null || (n = tab.length) == 0) tab = initTable(); else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { //如果i位置没有数据,就直接无锁插入 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) //如果在进行扩容,则先进行扩容操作 tab = helpTransfer(tab, f); else { V oldVal = null; //如果以上条件都不满足,那就要进行加锁操作,也就是存在hash冲突,锁住链表或者红黑树的头结点 synchronized (f) { if (tabAt(tab, i) == f) { if (fh >= 0) { //表示该节点是链表结构 binCount = 1; for (Node<K, V> e = f; ; ++binCount) { K ek; //这里涉及到相同的key进行put就会覆盖原先的value 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) { //插入链表尾部 pred.next = new Node<K, V>(hash, key, value, null); break; } } } else if (f instanceof TreeBin) { //红黑树结构 Node<K, V> p; binCount = 2; //红黑树结构旋转插入 if ((p = ((TreeBin<K, V>) f).putTreeVal(hash, key, value)) != null) { oldVal = p.val; if (!onlyIfAbsent) p.val = value; } } } } if (binCount != 0) { //如果链表的长度大于8时就会进行红黑树的转换 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD) treeifyBin(tab, i); if (oldVal != null) return oldVal; break; } } } addCount(1L, binCount); //统计size,并且检查是否需要扩容 return null; } get总结:get和ContainsKey(Object key)方法底层都是调用 getNode(hash(key), key)方法,本质一样,但ArrayList的Contains(Object o)方法底层调用的是equals()方法get操作的流程很简单,也很清晰,可以分为三个步骤来描述
全程无锁。get操作可以无锁是由于Node元素的val和指针next是用volatile修饰的,在多线程环境下线程A修改结点的val或者新增节点的时候是对线程B可见的。
计算hash值,定位到该table索引位置,如果是首节点符合就返回如果遇到扩容的时候,会调用标志正在扩容节点ForwardingNode的find方法,查找该节点,匹配就返回以上都不符合的话,就往下遍历节点,匹配就返回,否则最后就返回null public V get(Object key) { Node<K, V>[] tab; Node<K, V> e, p; int n, eh; K ek; int h = spread(key.hashCode()); //计算两次hash if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) { //读取首节点的Node元素 if ((eh = e.hash) == h) { //如果该节点就是首节点就返回 if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))) return e.val; } //hash值为负值表示正在扩容,这个时候查的是ForwardingNode的find方法来定位到nextTable来 //查找,查找到就返回 else if (eh < 0) return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null; while ((e = e.next) != null) { //既不是首节点也不是ForwardingNode,那就往下遍历 if (e.hash == h && ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))) return e.val; } } return null; }