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Java源码解析之ConcurrentHashMap

作者:其实系一个须刨

今天带大家分析Java源码,文中对Java ConcurrentHashMap介绍的非常详细,有代码示例,对正在学习Java的小伙伴们有很好的帮助,需要的朋友可以参考下

早期 ConcurrentHashMap,其实现是基于:

在进行并发操作的时候,只需要锁定相应段,这样就有效避免了类似 Hashtable 整体同步的问题,大大提高了性能。

Put操作

通过二次哈希避免哈希冲突,然后以 Unsafe 调用方式,直接获取相应的 Segment,然后进行线程安全的 put 操作

public V put(K key, V value) {
 
        Segment<K,V> s;
 
        if (value == null)
 
            throw new NullPointerException();
 
        // 二次哈希,以保证数据的分散性,避免哈希冲突
 
        int hash = hash(key.hashCode());
 
        int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;
 
        if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject          // nonvolatile; recheck
 
             (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) //  in ensureSegment
 
            s = ensureSegment(j);
 
        return s.put(key, hash, value, false);
 
    }

其核心逻辑实现在下面的内部方法中:

final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
 
            // scanAndLockForPut 会去查找是否有 key 相同 Node
 
            // 无论如何,确保获取锁
 
            HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null :
 
                scanAndLockForPut(key, hash, value);
 
            V oldValue;
 
            try {
 
                HashEntry<K,V>[] tab = table;
 
                int index = (tab.length - 1) & hash;
 
                HashEntry<K,V> first = entryAt(tab, index);
 
                for (HashEntry<K,V> e = first;;) {
 
                    if (e != null) {
 
                        K k;
 
                        // 更新已有 value...
 
                    }
 
                    else {
 
                        // 放置 HashEntry 到特定位置,如果超过阈值,进行 rehash
 
                        // ...
 
                    }
 
                }
 
            } finally {
 
                unlock();
 
            }
 
            return oldValue;
 
        }

在写的时候:

机制在Java 8 上的变化:

看看在java8上的put操作

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
 
    int hash = spread(key.hashCode());
 
    int binCount = 0;
 
    for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
 
        Node<K,V> f; int n, i, fh; K fk; V fv;
 
        if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
 
            tab = initTable();
 
        else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
 
            // 利用 CAS 去进行无锁线程安全操作,如果 bin 是空的
 
            if (casTabAt(tab, i, null, new Node<K,V>(hash, key, value)))
 
                break;
 
        }
 
        else if ((fh = f.hash) == MOVED)
 
            tab = helpTransfer(tab, f);
 
        else if (onlyIfAbsent // 不加锁,进行检查
 
                 && fh == hash
 
                 && ((fk = f.key) == key || (fk != null && key.equals(fk)))
 
                 && (fv = f.val) != null)
 
            return fv;
 
        else {
 
            V oldVal = null;
 
            synchronized (f) {
 
                   // 细粒度的同步修改操作...
 
                }
 
            }
 
            // Bin 超过阈值,进行树化
 
            if (binCount != 0) {
 
                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
 
                    treeifyBin(tab, i);
 
                if (oldVal != null)
 
                    return oldVal;
 
                break;
 
            }
 
        }
 
    }
 
    addCount(1L, binCount);
 
    return null;
 
}

初始化操作实现在 initTable 里面,这是一个典型的 CAS 使用场景,利用 volatile 的 sizeCtl 作为互斥手段:如果发现竞争性的初始化,就 spin 在那里,等待条件恢复;否则利用 CAS 设置排他标志。如果成功则进行初始化;否则重试。

private final Node<K,V>[] initTable() {
 
    Node<K,V>[] tab; int sc;
 
    while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
 
        // 如果发现冲突,进行 spin 等待
 
        if ((sc = sizeCtl) < 0)
 
            Thread.yield();
 
        // CAS 成功返回 true,则进入真正的初始化逻辑
 
        else if (U.compareAndSetInt(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;
 
}

当 bin 为空时,同样是没有必要锁定,也是以 CAS 操作去放置。

到此这篇关于Java源码解析之ConcurrentHashMap的文章就介绍到这了,更多相关Java ConcurrentHashMap内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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