JDK1.8-ConcurrentHashMap的 rehash 扩容逻辑

前言

此乃随笔， 用于记录ConcurrentHashMap的扩容逻辑， 这位大神 JDK1.8–深度分析CONCURRENTHASHMAP原理分析 的文章给了我莫大的鼓励。

顺带， 记录了HashMap的扩容细则。

至今为止， 我依旧没懂 ConcurrentHashMap 的扩容细则。

ConcurrentHashMap resize/rehash

1. 什么时候resize

跟HashMap一样， 使用Node数组， 数组有大小Capacity;
数组元素上挂Node结点， 可以是单链表（不过8位）， 可以是红黑树。
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因为是并发HashMap， 没有size字段（即时统计）。
加载因子loadFactor， 1.8已經不再使用。

1. 每个Node结点的长度> 8时；
   1. 如果数组大小< 64, 优先扩容resize(rehash)
   2. 大于64，优先转红黑树。转时锁逻辑与put锁逻辑一致。
2. ConcurrentHashMap元素个数(size) > sizeCtl(0.75 * tab.length)
   1. 每次resize(rehash)我完毕之后会一直检查是否需要再次resize(rehash)
   2. 源码判断逻辑：s >= (long)(sc = sizeCtl) （其中s=ConcurrentHashMap.size()）
   3. 源码判断逻辑：sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1); （其中n=resize前的size）。
      1. 0.75: 2n - 0.5n = 1.5n
      2. resize后的大小2n
      3. 1.5n / 2n = 0.75。

2. 怎么resize

这块没看透。看透再补充
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ConcurrentHashMap 始终维护一个 Node[] table表示当前的数据， 以及一个 Node[] newTab表示将要resize去的表。

1. 多线程resize(rehash)
   1. 每个线程负责16个Node, 最多允许 数组有大小Capacity / 16个线程。
   2. 正在执行put的那个线程，也可能参与resize(rehash)
   3. 参与resize(rehash)， 仅在当前key对应的Node结点已经被转移，否则加锁继续put。
2. resize是把旧Node转移到一个新的Node数组（源码2410行）；
   1. resieze结束的标记（逻辑非常复杂，没懂，参阅 JDK1.8–深度分析CONCURRENTHASHMAP原理分析 的sizeCtl扩容退出机制章节）， 或者直接看源码2414行。
   2. 每一个被转移完毕的Node结点的hash = -1(ForwardingNode);
3. rehash的方式和 HashMap 的实现方式一致
   1. 如果是链表， 把链表的每个结点rehash到新的table中。
   2. 如果是红黑树， 也是一样的执行逻辑。

关于加锁退出机制， 以及Node结点长度大于8时， 以及创建table时， 逻辑相似。 都是resize(rehash)的过程。

HashMap resize/rehash

这个相对来说， 单线程， 就比较好理解了、当size > table.length * 0.75时 resize/rehash 执行。

1. resize 直接将 旧 table 赋值为一个 2倍大小的新table
   1. 因此resize的时候可能导致get得到null(实际有值)。(多线程环境)
   2. 源码：Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];&&table = newTab;
2. 迭代每个数组元素Node， 对链表和红黑树迁移。
3. 单节点直接迁移（next = null）
   1. 数组位置算法： (table.length - 1) & hash
   2. table.length 为2^n, 则(table.length - 1)全都是二进制的1；
   3. 扩容前后的值都是hash的值， 之前为null, 之后也还是为null. 可以直接赋值。
4. 链表和红黑树分别rehash到新的table上去。

Redis resize/rehash

据说是 渐进式 rehash，https://www.cnblogs.com/meituantech/p/9376472.html 看不懂。

但是这篇~ 很容易看懂：
Redis Cluster集群增容和缩容