1.3.2 并发编程Map

HashMap

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HashMap

1.数据要存储
// table就是HashMap实际存储数组的地方
    transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;
2.数组的插入和查找
        public V put(K key, V value) {
        // 当插入第一个元素的时候，需要先初始化数组大小
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            // 数组初始化
            inflateTable(threshold);

        }
        // 如果 key 为 null，感兴趣的可以往里看，最终会将这个 entry 放到 table[0] 中
        if (key == null)

            return putForNullKey(value);
        // 1. 求 key 的 hash 值
        int hash = hash(key);
        // 2. 找到对应的数组下标
        int i = indexFor(hash, table.length);
        // 3. 遍历一下对应下标处的链表，看是否有重复的 key 已经存在，如果有，直接覆盖，put 方法返回旧值就结束了
        for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {

            Object k;

            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { // key -> value

                V oldValue = e.value;

                e.value = value;

                e.recordAccess(this);

                return oldValue;

            }

        }


        modCount++;
        // 4. 不存在重复的 key，将此 entry 添加到链表中
        addEntry(hash, key, value, i);

        return null;

    }
        void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
        // 如果当前 HashMap 大小已经达到了阈值，并且新值要插入的数组位置已经有元素了，那么要扩容
        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
            // 扩容，容量 * 2
            resize(2 * table.length);
            // 扩容以后，重新计算 hash 值
            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
            // 重新计算扩容后的新的下标
            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);

        }

        // 创建元素
        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);

    }
        // 将新值放到链表的表头，然后 size++
    void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

        Entry e = table[bucketIndex];

        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);

        size++;

    }
        private void inflateTable(int toSize) {

        // Find a power of 2 >= toSize 保证数组大小一定是 2 的 n 次方。
        // new HashMap(519)，大小是1024
        int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize);

        // 计算扩容阈值：capacity * loadFactor
        threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
        // 初始化数组
        table = new Entry[capacity];

        initHashSeedAsNeeded(capacity);

    }

        public V get(Object key) {

        if (key == null)

            return getForNullKey();

        Entry entry = getEntry(key);


        return null == entry ? null : entry.getValue();

    }

        final Entry getEntry(Object key) {

        if (size == 0) {

            return null;

        }


        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
        // 确定key对应的数组位置,遍历查找比对链表内容
        for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];

             e != null;

             e = e.next) {

            Object k;

            if (e.hash == hash &&

                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                return e;

        }

        return null;

    }//但在1.8中若链表中节点过多会转化为红黑树。

虽然Hashtable是一个线程安全的类，但性能不高，在高并发的场景下使用ConcurrentHashMap

ConcuttentHashMap

1. 数据存储
        /**
     * The segments, each of which is a specialized hash table. 每一段都是一个hash表
     */
    final Segment[] segments;
        static final class Segment extends ReentrantLock implements Serializable {...
        transient volatile HashEntry[] table;                                                                             
    ...}                                                                      
2.数组的插入和查找
        public V put(K key, V value) {
        Segment s;
        if (value == null)
            throw new NullPointerException();
        int hash = hash(key); // 根据key找segment
        int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;
        if ((s = (Segment)UNSAFE.getObject          // nonvolatile; recheck
             (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) //  in ensureSegment
            s = ensureSegment(j);
        return s.put(key, hash, value, false);
    }

        private Segment ensureSegment(int k) {
        final Segment[] ss = this.segments; // return ss[i];
        long u = (k << SSHIFT) + SBASE; // raw offset // 数组内存地址定位
        Segment seg;
        if ((seg = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u)) == null) {// 如果不存在,就创建一个
            Segment proto = ss[0]; // use segment 0 as prototype 第一个segment作为原型
            int cap = proto.table.length;
            float lf = proto.loadFactor;
            int threshold = (int)(cap * lf);
            HashEntry[] tab = (HashEntry[])new HashEntry[cap];
            if ((seg = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u))
                == null) { // recheck
                Segment s = new Segment(lf, threshold, tab);
                while ((seg = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u))
                       == null) {
                    if (UNSAFE.compareAndSwapObject(ss, u, null, seg = s))
                        break;
                }
            }
        }
        return seg;
    }

关于HashMap和ConcurrentHashMap建议看这篇文章：

https://javadoop.com/post/hashmap

JDK源码学习方法更重要。

逻辑思维能力是梳理学习方法的基础。养成线性思维：两个或者多个概念，像一条线串起来。

• 演绎推导法

示例：因果推理。因为Java中网络编程只提供了BIO和NIO两种方法，所以一切框架中，涉及到网络处理的，都可以用这两个知识点区纠结原理。

• 归纳总结法

示例：可能正确的猜想。线上10台服务器，有三台总是每天会自动重启，收集相关信息后，发现是运维再修改监控系统配置的时候，漏掉了提高这三台机器的重启阀值。

• 类比法

集群概念就好像是马在拉车，一匹马拉不动的时候，就使用多匹马区拉。

分布式的概念，就像是理发的过程中，洗头发和剪头发是不同的人负责的。