put方法
直接进入put方法，同HashMap，主要内容都在putVal方法中。
putVal方法主要思路如下：
- 计算Hash值
- 判断当前的table是否为空，如果为空则进行初始化操作。
- table不为空则根据Hash值找到对应下标的节点
-
- 下标节点为空则通过cas将新节点放入，失败进入循环
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- 如果为ForwardingNode类型，则表示当前其他线程正在扩容，则进入helpTransfer()协助扩容
-
- 如果不为空且是普通节点，则对节点上锁，往链表或者红黑树添加。
- cas更新baseCount，并判断是否需要扩容
//put方法
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
//第三个参数若为true, 只有在不存在key的时候才进行put
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
//计算hash值
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0; //记录链表的长度
for (Node[] tab = table;;) {
Node f; int n, i, fh;
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable(); //数组为空进行初始化
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { //找到hash值对应下标
if (casTabAt(tab, i, null, //该位置若为空则通过cas将该值放入，失败则再进入循环
new Node(hash, key, value, null)))
break; // no lock when adding to empty bin
}
else if ((fh = f.hash) == MOVED) //说明是ForwardingNode类型，需要进行协助扩容
tab = helpTransfer(tab, f);
else { //f为该位置的头节点，并且不为空
V oldVal = null;
synchronized (f) { //获取头节点的锁
if (tabAt(tab, i) == f) {
if (fh >= 0) { //头节点的hash值大于0，说明是链表
binCount = 1;
for (Node e = f;; ++binCount) { //遍历链表
K ek;
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) { //key相同则覆盖
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
Node pred = e;
if ((e = e.next) == null) { //到了最末端则直接放到最后面
pred.next = new Node(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
else if (f instanceof TreeBin) { //红黑树
Node p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD) //判断是否转为红黑树 阈值为8
treeifyBin(tab, i); // 不仅仅是红黑树转换，如果数组长度小于64则进行数组扩容
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount); // cas更新baseCount 并判断是否需要扩容
return null;
}
initTable() 表初始化
initTable() 初始化代码如下，通过对sizeCtl进行cas操作判断是否抢到锁，如果成功将sizeCtl设置为-1则成功抢到。
private final Node[] initTable() {
Node[] tab; int sc;
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
if ((sc = sizeCtl) < 0) //主要是通过cas对 sizeCtl进行赋值 若为-1则表示已经被其它线程抢到
Thread.yield(); // 让出cpu等待系统调度
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) { // cas将线程设置为-1，成功进入以下代码，失败则进入循环
try {
if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY; //默认为16
@SuppressWarnings("unchecked")
Node[] nt = (Node[])new Node[n]; //创建数组
table = tab = nt; //赋值给table
sc = n - (n >>> 2); //sc 为0.75*n 也就是12
}
} finally {
sizeCtl = sc; //设置sizeCtl为sc 12
}
break;
}
}
return tab;
}
helpTransfer()协助扩容
其中扩容状态的sizeCtl的高16位为标识符，低16位为正在扩容的线程数。
final Node[] helpTransfer(Node[] tab, Node f) {
Node[] nextTab; int sc;
if (tab != null && (f instanceof ForwardingNode) && // table不为空 且 f为ForwardingNode类型 且f.nextTable不为空，尝试帮助扩容。
(nextTab = ((ForwardingNode)f).nextTable) != null) {
int rs = resizeStamp(tab.length); // 返回一个16位长度的扩容校验标识
while (nextTab == nextTable && table == tab && // 说明还在扩容
(sc = sizeCtl) < 0) {
//sizeCtl 如果处于扩容状态的话
//前 16 位是数据校验标识，后 16 位是当前正在扩容的线程总数
//这里判断校验标识是否相等，如果校验符不等或者扩容操作已经完成了（sc == rs+1）或者扩容线程数已经满了（sc == rs + MAX_RESIZERS）或者不需要帮忙（transferIndex <= 0），直接退出循环，不用协助它们扩容了
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
break;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) { // 帮助扩容的线程数加一
transfer(tab, nextTab);
break;
}
}
return nextTab;
}
return table;
}
transfer()扩容方法
该方法主要是对原数组进行分段，供线程处理。其中transferIndex为转移的下标，一开始为原数组的末尾。即每段为[transferIndex-stride, transferIndex]。
private final void transfer(Node[] tab, Node[] nextTab) {
int n = tab.length, stride;
if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE) // 将 length/8 然后除以 CPU核心数。如果得到的结果小于 16，那么就使用 16。
stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
if (nextTab == null) { // initiating 新table初始化
try {
@SuppressWarnings("unchecked")
Node[] nt = (Node[])new Node[n << 1]; // 两倍扩容
nextTab = nt;
} catch (Throwable ex) { // try to cope with OOME
sizeCtl = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
nextTable = nextTab;
transferIndex = n; // 更新转移下标，为老的tab的length 指向最后一个桶
}
int nextn = nextTab.length;
ForwardingNode fwd = new ForwardingNode(nextTab); // 用于标记迁移完成的桶
boolean advance = true;
boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab
for (int i = 0, bound = 0;;) { //i 指向当前桶，bound 指向当前线程需要处理的桶结点的区间下限
Node f; int fh;
while (advance) { // 这个循环用来分配任务区间 以及--i往下推进
int nextIndex, nextBound;
if (--i >= bound || finishing)
advance = false;
else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) {
i = -1;
advance = false;
}
else if (U.compareAndSwapInt
(this, TRANSFERINDEX, nextIndex,
nextBound = (nextIndex > stride ?
nextIndex - stride : 0))) {
bound = nextBound;
i = nextIndex - 1;
advance = false;
}
}
if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) { // 判断是否扩容是否结束
int sc;
if (finishing) {
nextTable = null;
table = nextTab;
sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1);
return;
}
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) { // 如果没完成则将自己的帮助线程数减一
if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT) // 相等则说明没有帮忙的线程了，则扩容结束
return;
finishing = advance = true;
i = n; // recheck before commit 重新检查一次
}
}
else if ((f = tabAt(tab, i)) == null) // 节点为空则放入fwd占位
advance = casTabAt(tab, i, null, fwd); // 进入任务分配往下推进
else if ((fh = f.hash) == MOVED) // 说明已经已经处理过了
advance = true; // already processed
else { // 有实际值，并且不是占位符
synchronized (f) { 上锁
if (tabAt(tab, i) == f) {
Node ln, hn;
if (fh >= 0) {
int runBit = fh & n;
Node lastRun = f;
for (Node p = f.next; p != null; p = p.next) {
int b = p.hash & n;
if (b != runBit) {
runBit = b;
lastRun = p;
}
}
if (runBit == 0) {
ln = lastRun;
hn = null;
}
else {
hn = lastRun;
ln = null;
}
for (Node p = f; p != lastRun; p = p.next) {
int ph = p.hash; K pk = p.key; V pv = p.val;
if ((ph & n) == 0)
ln = new Node(ph, pk, pv, ln);
else
hn = new Node(ph, pk, pv, hn);
}
setTabAt(nextTab, i, ln);
setTabAt(nextTab, i + n, hn);
setTabAt(tab, i, fwd);
advance = true;
}
else if (f instanceof TreeBin) {
TreeBin t = (TreeBin)f;
TreeNode lo = null, loTail = null;
TreeNode hi = null, hiTail = null;
int lc = 0, hc = 0;
for (Node e = t.first; e != null; e = e.next) {
int h = e.hash;
TreeNode p = new TreeNode
(h, e.key, e.val, null, null);
if ((h & n) == 0) {
if ((p.prev = loTail) == null)
lo = p;
else
loTail.next = p;
loTail = p;
++lc;
}
else {
if ((p.prev = hiTail) == null)
hi = p;
else
hiTail.next = p;
hiTail = p;
++hc;
}
}
ln = (lc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) ? untreeify(lo) :
(hc != 0) ? new TreeBin(lo) : t;
hn = (hc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) ? untreeify(hi) :
(lc != 0) ? new TreeBin(hi) : t;
setTabAt(nextTab, i, ln);
setTabAt(nextTab, i + n, hn);
setTabAt(tab, i, fwd);
advance = true;
}
}
}
}
}
}