首先先说下为什么我们需要了解ConcurrentHashMap。原因其实很简单:①HashMap在多线程环境下会有线程不安全的情况,比如在put时会造成死循环。②线程安全的HashTable效率低,HashTable的所有方法都使用Synchroized
来确保线程安全,但是这也是当一个线程进行get操作时,其他线程想要get也得靠边等待。
为了保证线程安全的使用,我们有两种选择。一、使用Collections
类下的SynchronizedMap
,当然,这与使用HashTable没什么两样。二、使用ConcurrentHashMap
。
ConcurrentHashMap
采用分段锁技术,将整个HashEntry分成多个部分,当进行put时,只需要获得对应部分的锁即可。
ConcurrentHashMap是由Segment
数组结构和HashEntry
数组结构组成。Segment
是一种可重入锁(ReentrantLock),HashEntry
用于存储键值对。一个Segment
包含一个HashEntry
数组。每个Segment
守护着一个HashEntry
数组里的元素。当对HashEntry
数组的数据进行修改时,必须首先获得与它对应的Segment
锁。
下面对于JDK1.8中的ConcurrentHashMap
进行解析。
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
//ConcurrentHashMap的key不能为null
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
//得到hash值
int hash = spread(key.hashCode());
//用于记录相应链表的长度
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
//数组为空则初始化
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
//通过hash值找到对应的数组下标f,并且该数组中还没有元素
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
//使用CAS操作将新值放入table中
// 成功则退出循环
// 失败则表示有并发操作,进入下一次循环
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)
//扩容导致数据迁移
tab = helpTransfer(tab, f);
//找到数组下标后,数组中已经有元素了,f是头结点
else {
V oldVal = null;
//获得头结点f的监视器锁
synchronized (f) {
if (tabAt(tab, i) == f) {
//头结点f的哈希值大于0,说明是链表
if (fh >= 0) {
//用于累加,记录链表长度
binCount = 1;
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
//如果该节点的hash值等于待put的key的hash并且key值与节点key值“相等”则覆盖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;
//如果到了链表末尾,则将新值插入链表最后
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
//红黑树
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
binCount = 2;
//调用红黑树的方法插入节点
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)
//链表长度大于8转为红黑树
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}
put流程:
public V get(Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
int h = spread(key.hashCode());
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
//判断头节点是否就是要查找的元素
if ((eh = e.hash) == h) {
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
return e.val;
}
//hash值小于0,说明链表已经转为红黑树
else if (eh < 0)
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
//遍历链表获得value
while ((e = e.next) != null) {
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}
get流程:
这里只是简单的介绍了ConcurrentHashMap
的put以及get过程,更多的还有tryPreSize()
与transfer()
步骤,一个是对进行扩容操作,一个是进行扩容后将数据迁移到新数组的过程,这里就不讲解了,那两块代码也是真的多。以后有时间再来补充吧。