ConcurrentHashMap源码简单分析

深碍√TFBOYSˉ_ 2023-03-02 05:19 24阅读 0赞

# JDK7ConcurrentHashMap结构 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxMzI5MzM0MzI_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
7中本质上还是采用链表+数组的形式存储键值对的。但是，为了提高并发，把原来的整个 `table` 划分为 `n` 个 `Segment` 。所以，从整体来看，它是一个由 `Segment` 组成的数组。然后，每个 `Segment` 里边是由 `HashEntry` 组成的数组，每个 `HashEntry` 之间又可以形成链表。我们可以把每个 `Segment` 看成是一个小的 `HashMap`，其内部结构和 `HashMap` 是一模一样的。

当对某个 `Segment` 加锁时，并不会影响到其他 `Segment` 的读写。每个 `Segment` 内部自己操作自己的数据。这样一来，我们要做的就是尽可能的让元素均匀的分布在不同的 `Segment` 中。最理想的状态是，所有执行的线程操作的元素都是不同的 `Segment`，这样就可以降低锁的竞争。

# JDK8ConcurrentHashMap结构 #

先看put方法的源码

public V put(K key, V value) { 
        return putVal(key, value, false);
    }
    
    /** Implementation for put and putIfAbsent */
    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;
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
            	// 首次put的时候会先去初始化hash桶
                tab = initTable();
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { 
            	// 如果该位置还为null，说明该位置上还没有记录，
            	// 则通过调用casTabAt方法来讲该新的记录插入到table的index位置上去
                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)
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else { 
                V oldVal = null;
                // 通过synchronized关键字对table的index位置加锁
                // 当前线程只会锁住table的index位置，其他位置上没有锁住
                synchronized (f) { 
                    if (tabAt(tab, i) == f) { 
                        if (fh >= 0) { 
                        	// 判断table的index位置上的第一个节点的hashCode值，大于0 说明是一个链表
                            binCount = 1;
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) { 
                                K ek;
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) { 
                                    // 寻找是否已经有记录的key和当前想要插入的记录是一致的，如果一致，
                                    // 那么这次put的效果就是replace
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
                                if ((e = e.next) == null) { 
                                	// 否则，将该记录添加到链表中去。
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        else if (f instanceof TreeBin) { 
                       	 // 判断table的index位置上的第一个节点的hashCode值，小于0 说明是一个红黑树
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                            // 调用putTreeVal方法来进行插入操作
                            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)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }

可以看出put方法的逻辑是这样的

1.  计算记录的`key`的`hashCode`
2.  计算`table`的`index`位置，如果该位置还为`null`，说明该位置上还没有记录
3.  通过调用`casTabAt`方法来将该新的记录插入到`table`的`index`位置上去
4.  如果该位置不为`null`，通过`synchronized`关键字对`table`的`index`位置加锁，然后判断`table`的`index`位置上的第一个节点的`hashCode`值，这个值大于零则说明此处是一个链表，小于0说明是一个红黑树
5.  执行链表或者红黑树的插入节点方法

看起来JDK8中的`ConcurrentHashMap`结构和`HashMap`结构几乎是一样的，区别就在于插入的时候会对节点进行加锁。相对于 1.7 来说，锁的粒度降低了，效率也提高了。

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