ConcurrentHashMap jdk8

记录学习ConcurrentHashMap


看下定义的常量

// 最大容量
    private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

  //默认容量
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;

   //数组的最大长度值
    static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

   //默认并发是16 ,16就是瓶颈
    private static final int DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL = 16;

  //hahsmap也有 装载因子
    private static final float LOAD_FACTOR = 0.75f;

//变树的临界值
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

 //变回来的临界值,如果定义8,会频繁变来变去
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

  //
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

  //桶中的某个链表转换为树结构时,concurrentHashMap 所需要的最低容量值
    private static final int MIN_TRANSFER_STRIDE = 16;

   //帮助扩容时候的参数
    private static int RESIZE_STAMP_BITS = 16;

  //帮助扩容时候的参数
    private static final int MAX_RESIZERS = (1 << (32 - RESIZE_STAMP_BITS)) - 1;

 //控制扩容
    private static final int RESIZE_STAMP_SHIFT = 32 - RESIZE_STAMP_BITS;

   //fowrd的hash值
    static final int MOVED     = -1; // hash for forwarding nodes
// tree的hash值
    static final int TREEBIN   = -2; // hash for roots of trees
//reservation node的hash值
    static final int RESERVED  = -3; // hash for transient reservations
//普通节点的散列位
    static final int HASH_BITS = 0x7fffffff; // usable bits of normal node hash

看最为关键put的源码

 final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
//和hashmap不一样,不允许null值
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
// 计算key的hash值
        int hash = spread(key.hashCode());
        int binCount = 0;
     // cas 自旋
        for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
            Node<K,V> f; int n, i, fh;
     // 没有的话 进行初始化,初始化下面看源码
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
         //找到数组的节点,没有得话,添加头节点 ,用的是cas
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                if (casTabAt(tab, i, null,
                             new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
                    break;                   // no lock when adding to empty bin
            }
//牛逼的地方,判断节点是否在被扩容,如果是的话 ,一起扩容
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f);
//前面两种都不是 那就是既不在扩容,也不是新的,那就锁住这颗树或链表,往里面加数据,如果遇到8就变树,和hashmap很相似
            else {
                V oldVal = null;
                synchronized (f) {
            //再次取出要存储的位置的元素,跟前面取出来的比较,cas
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                  //大于0,🏪
                        if (fh >= 0) {
                            binCount = 1;
                     //遍历
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                           //hash值一样 value一样,就替换
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                              //当使用ifabsent方法的时候,没有才会放入
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
//其他就是没找到相同的,为空才设置值(为空意思便利到最后了),最后尾部加入这个新的值
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                  //如果是红黑树
                        else if (f instanceof TreeBin) {
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                        //调用putTreeVal方法
                            if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                                           value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                    }
                }
         //变树,判断数量TREEIFY_THRESHOLD
                if (binCount != 0) {
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }

看initTable的方法###

//sizeCtl 很关键,用来判断
   //用来控制表初始化和扩容的,默认值为0
   // 小于0表示正在初始化或resize
 private final Node<K,V>[] initTable() {
        Node<K,V>[] tab; int sc;
      //为nul,未初始化,进入while循环
        while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
      //小于0说面在扩张
            if ((sc = sizeCtl) < 0)
         //等呗
                Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
         //初始化,并标志为-1,正在初始化
            else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
                try {
                    if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
         ////指定了大小的时候就创建指定大小的数组,否则默认
                        int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
                        @SuppressWarnings("unchecked")
                        Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
                        table = tab = nt;
               //减去四分之一
                        sc = n - (n >>> 2);
                    }
                } finally {
         //四分之三的值
                    sizeCtl = sc;
                }
                break;
            }
        }
   //返回table
        return tab;
    }

看下get

//这个就很简单了,找table的位置,然后便利节点
 public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
        int h = spread(key.hashCode());
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
            if ((eh = e.hash) == h) {
                if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                    return e.val;
            }
            else if (eh < 0)
                return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
            while ((e = e.next) != null) {
                if (e.hash == h &&
                    ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                    return e.val;
            }
        }
        return null;
    }

看下最有意思的helpTransfer 方法###

final Node<K,V>[] helpTransfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V> f) {
      Node<K,V>[] nextTab; int sc;
// 如果 table 不是空 且 node 节点是转移类型,(不是很明白,后面再看下),下个table不为空,去帮助
      if (tab != null && (f instanceof ForwardingNode) &&
          (nextTab = ((ForwardingNode<K,V>)f).nextTable) != null) {
                   //扩容标志,下面看源码
          int rs = resizeStamp(tab.length);
          while (nextTab == nextTable && table == tab &&
                 (sc = sizeCtl) < 0) {//老朋友,表示扩容
              if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
                  sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
               //退出关键点,这个if应该代表是扩容结束
                  break;
               // 增加线程扩容,扩容
              if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) {
               //help
                  transfer(tab, nextTab);
                  break;
              }
          }
          return nextTab;
      }
      return table;
  }

//上面用到的,moved义遇到,意思在扩容,连接了两个table?,key vle都是null,且hash值为-1
ForwardingNode(Node<K,V>[] tab) {
  super(MOVED, null, null, null);
  this.nextTable = tab;
}

transfer

private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
        int n = tab.length, stride;
 //计算单个线程允许处理的最少table桶首节点个数,不能小于 16,和cpu也有关系?下次看,先留着
        if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
            stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
//nextable 为空,new个新table
        if (nextTab == null) {            // initiating
            try {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n << 1];
                nextTab = nt;
            } catch (Throwable ex) {      // try to cope with OOME
                sizeCtl = Integer.MAX_VALUE;
                return;
            }
            nextTable = nextTab;
// 遍历index 从后面开始
            transferIndex = n;
        }
        int nextn = nextTab.length;
//定义一个转移节点
        ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
        boolean advance = true;
        boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab
        for (int i = 0, bound = 0;;) {
            Node<K,V> f; int fh;
            while (advance) {
                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) {
                int sc;
                if (finishing) {
                    nextTable = null;
                    table = nextTab;
                    sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1);
                    return;
                }
                if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) {
                    if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT)
                        return;
                    finishing = advance = true;
                    i = n; // recheck before commit
                }
            }
            else if ((f = tabAt(tab, i)) == null)
                advance = casTabAt(tab, i, null, fwd);
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                advance = true; // already processed
            else {
                synchronized (f) {
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        Node<K,V> ln, hn;
                        if (fh >= 0) {
                            int runBit = fh & n;
                            Node<K,V> lastRun = f;
                            for (Node<K,V> 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<K,V> 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<K,V>(ph, pk, pv, ln);
                                else
                                    hn = new Node<K,V>(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<K,V> t = (TreeBin<K,V>)f;
                            TreeNode<K,V> lo = null, loTail = null;
                            TreeNode<K,V> hi = null, hiTail = null;
                            int lc = 0, hc = 0;
                            for (Node<K,V> e = t.first; e != null; e = e.next) {
                                int h = e.hash;
                                TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>
                                    (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<K,V>(lo) : t;
                            hn = (hc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) ? untreeify(hi) :
                                (lc != 0) ? new TreeBin<K,V>(hi) : t;
                            setTabAt(nextTab, i, ln);
                            setTabAt(nextTab, i + n, hn);
                            setTabAt(tab, i, fwd);
                            advance = true;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
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