ConcurrentHashMap源码分析

2021/12/29 22:07:38

本文主要是介绍ConcurrentHashMap源码分析,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

今天咱们就不大战秃头老了,给自己充充电,日后再战秃头老!

注:ConcurrentHashMap聊的是1.8之后的!

兄弟姐妹们都说HashMap线程不安全,想线程安全就用ConcurrentHashMap,那为什么它就线程安全那?啊?为什么呢!不用想,肯定从put()方法看起来嘛!那有请put()老哥,出来溜达一下呗!

// 哎呦,老面孔了,跟HashMap一样都调用了putVal方法
public V put(K key, V value) {
    return putVal(key, value, false);
}
// 哎呦,final修饰的方法,不允许被重写,看来很自信呀!
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
    // 传递值非空校验
    if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
    // 通过 key 的 hashcode 求出 hash 值,即元素所在位置
    int hash = spread(key.hashCode());
    int binCount = 0;
    // 遍历table
    for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
        Node<K,V> f; int n, i, fh;
        // 判断是否需要初始化
        if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
            tab = initTable();
        // 如果当前要put的位置为空,则通过 cas+自旋 方式放入,不加锁,成功后跳出循环
        else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
            if (casTabAt(tab, i, null,
                         new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
                break;                   // no lock when adding to empty bin
        }
        // 是否需要扩容
        else if ((fh = f.hash) == MOVED)
            tab = helpTransfer(tab, f);
        else {
            V oldVal = null;
            // 重头戏来咯,哎呦,原来加锁了
            synchronized (f) {
                if (tabAt(tab, i) == f) {
                    if (fh >= 0) {
                        // 说明是链表,通过链表的方式添加元素
                        binCount = 1;
                        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,通过树的方式来添加元素
                        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) {
                // 判断是否转换成红黑树
                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                    treeifyBin(tab, i);
                if (oldVal != null)
                    return oldVal;
                break;
            }
        }
    }
    addCount(1L, binCount);
    return null;
}

综上所述,就是加锁了!简单的描述下:

1:通过hashcode求出key应该所放的位置

2:是否已经初始化,如果没有则调用initTable()

3:当前位置的值是否为空,为空的则通过CAS乐观锁的方式添加元素(兄弟,别慌,后面会说CAS)

4:判断是否需要扩容

5:加synchronized来添加元素,如果是链表则遍历链表添加元素,如果是红黑树则调用红黑树添加元素的方法!


既然我们知道了为啥线程安全了,那我们顺带看一下initTable()方法呗,看不了上当,看不了吃亏!

private final Node<K,V>[] initTable() {
    Node<K,V>[] tab; int sc;
    // 是否需要初始化
    while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
        // sizeCtl 这个玩意老牛了
        // 如果 =  -1 说明有其他线程在初始化,
        // -N 说明N-1个线程在扩容
        // >0 代表容量
        if ((sc = sizeCtl) < 0)
            // 既然,有其他线程在初始化,那咱们就礼让一下呗!
            Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
        else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {// 通过cas方式进行判断是否要初始化!(又是CAS,好奇不!)
            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 { 
                // 把容量大小赋值给sizeCtl,是不是说明 >0 代表容量
                sizeCtl = sc;
            }
            break;
        }
    }
    return tab;
}

简单说就是,如果需要初始化,首先看看有没有其他线程在初始化,有就礼让,没有就让我来!特别注意sizeCtl!


看到两次CAS了,是不得说说,诶!先不说,先看看get(),这个函数很常用,顺带看下,按住躁动的心,get()非常简单!

public V get(Object key) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
    // 求key所在的文职
    int h = spread(key.hashCode());
    // 是否已经初始化过了
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
        // 指定元素的hash如果和头节点的hash相同,就直接返回头节点的值
        if ((eh = e.hash) == h) {
            if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                return e.val;
        }
    	// 如果头节点 hash小于0,则不是在扩容,就是红黑树
        else if (eh < 0)
            return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
        // 不是头,那就是链表,挨个遍历呗!
        while ((e = e.next) != null) {
            if (e.hash == h &&
                ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                return e.val;
        }
    }
    return null;
}

简单描述下:

1:通过key的hashcode求key的位置

2:判断是不是头节点,是就直接返回

3:如果头节点的hash小于0,不是在扩容,就是红黑树,通过find查找

4:最后就是链表了,遍历查找!


终于说完了ConcurrentHashMap,那是不是逼逼一下CAS那,害,咱们就放到下次充电呗!

嗯…想到看官老爷们,连个赞都不留下, 只有默默的阅读量,哎,看官老爷来个赞把!,下次咱们说说CAS,保证通俗易懂哦!(主要是我还没掌握透彻,等掌握透彻再来哦!)

参考文章:Guide哥的Java学习



这篇关于ConcurrentHashMap源码分析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!


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