目錄一、記錄形式二、ConcurrentHashMap三、關(guān)鍵點(diǎn)一、記錄形式

打算直接把過程寫在源碼中，會(huì)按序進(jìn)行注釋，查閱的時(shí)候可以按序號(hào)只看注釋部分

二、ConcurrentHashMap

直接模擬該類的使用過程，從而一步步看其怎么運(yùn)作的吧，當(dāng)然最好還是帶著問題一遍思考一遍總結(jié)會(huì)比較好，我閱讀源碼的時(shí)候帶著以下幾個(gè)問題

并發(fā)體現(xiàn)在哪里？怎么保證線程安全的 怎么擴(kuò)容的？擴(kuò)容是怎么保證線程安全的？ 怎么put的？put是怎么保證線程安全的？ 用了哪些鎖？這些鎖的作用是什么？ 需要留意哪些關(guān)鍵點(diǎn)？

我們最簡(jiǎn)單地使用方法是怎么樣的？

new一個(gè)ConcurrentHashMap對(duì)象 調(diào)用put方法放入k-v對(duì) 調(diào)用get方法獲取k-v對(duì)

那么很顯然，考慮只有在進(jìn)行修改與更新時(shí)需要考慮并發(fā)，所以我關(guān)注的重點(diǎn)在put方法與擴(kuò)容上

首先new一個(gè)對(duì)象時(shí)，我們傳參入一個(gè)size，調(diào)用其只有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造器

public ConcurrentHashMap(int initialCapacity) {if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException();// 1、判斷傳入的大小是否超過最大值的一半，若超過則取最大值// 2、若沒超過，則調(diào)用tableSizeFor// 3、tableSizeFor可以讓size為2的倍數(shù)，為什么要是2的倍數(shù)呢？因?yàn)閷?duì)hash取模的時(shí)候// 用的是位運(yùn)算，只有size為2的倍數(shù)才能這么做int cap = ((initialCapacity >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ? MAXIMUM_CAPACITY : tableSizeFor(initialCapacity + (initialCapacity >>> 1) + 1));this.sizeCtl = cap; }

// 1、判斷傳入的大小是否超過最大值的一半，若超過則取最大值// 2、若沒超過，則調(diào)用tableSizeFor// 3、tableSizeFor讓size為2的倍數(shù)，為什么要是2的倍數(shù)呢？因?yàn)閷?duì)hash取模的時(shí)候// 用的是位運(yùn)算，只有size為2的倍數(shù)才能這么做

注意，此時(shí)并沒有創(chuàng)建map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以ConcurrentHashMap是懶惰創(chuàng)建的

接著我們調(diào)用put方法放入數(shù)據(jù)，put方法調(diào)的putVal

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { // 1、k-v都不能為空，不然拋異常if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();// 2、獲取key的hashcode的hash值int hash = spread(key.hashCode());// 3、使用binCount來統(tǒng)計(jì)鏈表有多少個(gè)元素的，便于后面判斷是否需要變成紅黑樹int binCount = 0;// 4、創(chuàng)建tab臨時(shí)變量，并賦值為table，由于還沒初始化，值為null// 這里注意了，table的類型是Node數(shù)組，這個(gè)Node其實(shí)就是Map.Entry<K,V>for (Node<K,V>[] tab = table;;) { Node<K,V> f; int n, i, fh; // 5、判斷tab為空后才進(jìn)行初始化，初始化完成后重新進(jìn)入循環(huán) if (tab == null || (n = tab.length) == 0)tab = initTable(); // 6、此時(shí)已經(jīng)初始化好了，可以開始插入數(shù)據(jù)。 // 這里用tabAt(tab,i)獲取tab的第i個(gè)下標(biāo)上的鏈表指針 // 注意了，（n-1）& hash其實(shí)就是hash%n，只有n為2的次方才能這么做 // 位運(yùn)算可以提升效率 // 7、f就是獲取到的第i個(gè)位置的鏈表頭指針 // 如果為null說明什么都沒有，可以嘗試插入元素 else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { // 8、考慮插入那就要考慮并發(fā)了，casTab表示用cas方法進(jìn)行插入 // 插入一個(gè)新的Node結(jié)點(diǎn)，這個(gè)是能夠保證線程安全的 // 我們知道保證線程安全除了用cas之外還不夠，還需要保證操作對(duì)象的可見性 // 在這里是對(duì)tab進(jìn)行操作，tab在前面用table賦值，而table是加了volatile的 // 所以沒毛病哈if (casTabAt(tab, i, null, new Node<K,V>(hash, key, value, null))) break; // no lock when adding to empty bin } // 9、如果f不為空，并且f.hash==MOVED(-1)，說明當(dāng)前這個(gè)位置正在被移動(dòng) // 說明有線程在擴(kuò)容，那么當(dāng)然不能這時(shí)候還去插入了，這里調(diào)用helpTransfer去幫助擴(kuò)容 // 注意了，這意味著擴(kuò)容時(shí)是一個(gè)一個(gè)位置來移動(dòng)的，每移動(dòng)一個(gè)就將f.hash改成MOVED // 也就意味著如果當(dāng)前線程想要操作的位置還沒有被移動(dòng)時(shí)是可以操作的，這使得并發(fā)度更高了 else if ((fh = f.hash) == MOVED)tab = helpTransfer(tab, f); // 10、如果f.hash表示沒有被移動(dòng)，且f不為null說明可以這個(gè)位置已經(jīng)有東西了 // 需要對(duì)其遍歷，并找到合適的位置插入 else {V oldVal = null;// 11、由于要進(jìn)行插入了，所以得加鎖，注意了哈，這里用的synchronized// 并且鎖住的是當(dāng)前位置對(duì)象（不一定是鏈表也可能是樹）// 意味著除了當(dāng)前線程，其他線程都不準(zhǔn)操作了哈// 如果這時(shí)候正在擴(kuò)容的線程擴(kuò)到這里了，會(huì)被阻塞的哈synchronized (f) {// 確定f為起點(diǎn) if (tabAt(tab, i) == f) { // 12、判斷f.hash是大于0，大于0表示當(dāng)前這個(gè)東西是鏈表 // 下面執(zhí)行鏈表的更新操作if (fh >= 0) { binCount = 1; // 13、接著就是具體的遍歷鏈表，查找是否對(duì)應(yīng)值是否存在 // 如果遍歷完都找不到，那么就在尾部插入新的結(jié)點(diǎn) // 注意了哈這就是尾插 // 14、同時(shí)，每遍歷一個(gè)結(jié)點(diǎn)還要累加binCount // 即統(tǒng)計(jì)一下當(dāng)前鏈表個(gè)數(shù)，便于后面轉(zhuǎn)紅黑樹判斷 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;} }}// 13、如果f對(duì)應(yīng)的是樹結(jié)構(gòu)，那就執(zhí)行樹的更新方法else if (f instanceof TreeBin) { 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; }} }}// 14、前面說了哈，binCount就是鏈表元素個(gè)數(shù)，接著就判斷是否大于閾值// 大于則轉(zhuǎn)樹，可以看這個(gè)閾值TREEIFY_THRESHOLD=8if (binCount != 0) { if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)treeifyBin(tab, i); if (oldVal != null)return oldVal; break;} }}// 15、addCount是讓size+1的// 這里要注意，加法也是分多步的，需要先get才能＋，因此為了保證線程安全也是需要用cas的// 這里加size的方式并不是直接往size上加，因?yàn)閟ize是經(jīng)常修改的，如果經(jīng)常訪問的話效率很低// 那么做法和LongAdder這一原子累加器類似，用一個(gè)CountCell數(shù)組，每個(gè)線程只操作數(shù)組中的// 某一個(gè)Cell，最后匯總即可addCount(1L, binCount);return null; }

總結(jié)一下put的過程

1.先判斷map是否創(chuàng)建，沒創(chuàng)建則先創(chuàng)建，結(jié)構(gòu)為 Node<K,V>[ ] extend Map.Entry

2.接著找key應(yīng)該放在哪個(gè)位置 i

3.判斷該位置是否為空，為空則使用CAS插入一個(gè)新的Node

4.不為空則判斷當(dāng)前位置狀態(tài)是否為MOVED，是則說明當(dāng)前位置正在被其他線程改動(dòng)，當(dāng)前線程需要幫助完成移動(dòng)

5.不為空且不為MOVED，則判斷是鏈表還是樹，分別執(zhí)行對(duì)應(yīng)的更新方法

6.如果為鏈表

先對(duì)鏈表上鎖，用syn 則遍歷并查找是否已存在 找到最后都不存在則直接尾插 同時(shí)統(tǒng)計(jì)鏈表上的元素

7.判斷鏈表元素是否超過變成樹的閾值 8 ，超過則直接變成樹，變成樹也是加syn

8.使用addCount更新size，更新方式類似LongAdder

三、關(guān)鍵點(diǎn) 懶惰加載map 對(duì)當(dāng)前位置操作之前需要判斷當(dāng)前位置的存儲(chǔ)的內(nèi)容是否被其他線程移動(dòng)了，如果被移動(dòng)則先去幫助完成移動(dòng)

執(zhí)行擴(kuò)容移動(dòng)的線程是挨個(gè)移動(dòng)每個(gè)位置的鏈表，移動(dòng)前會(huì)先將當(dāng)前位置的狀態(tài)用CAS改成MOVED

注意了這個(gè)是提升并發(fā)度的關(guān)鍵所在

因?yàn)椴迦牒鸵苿?dòng)（擴(kuò)容）的粒度是細(xì)化到每個(gè)位置的鏈表上

意味著擴(kuò)容和插入可以同時(shí)進(jìn)行

意味著插入時(shí)上鎖后，擴(kuò)容線程執(zhí)行到該位置需要阻塞

而不是直接整個(gè)map都鎖住

當(dāng)前位置沒內(nèi)容時(shí)，通過CAS插入新Node，而操作鏈表時(shí)用的是syn

如果面試問到ConcurrentHashMap中用了什么鎖就心中有數(shù)了

更新size的時(shí)候用的是LongAdder類似的方法

有一個(gè)CountCell數(shù)組，每個(gè)線程更新后，對(duì)數(shù)組中的某個(gè)Cell+1

如果沒有競(jìng)爭(zhēng)則只有一個(gè)baseCell，對(duì)其+1

統(tǒng)計(jì)size時(shí)匯總即可

再細(xì)化一下前面的流程思考初始化map的時(shí)候怎么保證線程安全？防止多個(gè)線程同時(shí)初始化？答案在initTable方法中

可以看到，sizeCtl如果是負(fù)數(shù)說明正在擴(kuò)容或者初始化 因此當(dāng)需要初始化時(shí)，就去CAS地改變sizeCtl，將其變?yōu)樨?fù)數(shù) 哪個(gè)線程CAS成功，則可以執(zhí)行初始化，這就保證了線程安全 可以再去看看，sizeCtl是volatile修飾的哈 并且SIZECTL是sizeCtl的offset，這些都是原子類類似的東西了

private final Node<K,V>[] initTable() {Node<K,V>[] tab; int sc;while ((tab = table) == null || tab.length == 0) { if ((sc = sizeCtl) < 0)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; }

get方法就不說了，因?yàn)椴簧婕安l(fā)，就是查找而已感覺差不多了，把put方法搞清楚了，ConcurrentHashMap怎么解決線程安全的也清楚了，并且并發(fā)關(guān)鍵點(diǎn)在哪也清楚了

到此這篇關(guān)于淺談Java源碼ConcurrentHashMap的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ConcurrentHashMap內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！