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Java?ConcurrentHashMap源碼分析

發(fā)布時間:2023-03-02 10:09:43 來源:億速云 閱讀:96 作者:iii 欄目:開發(fā)技術(shù)

這篇“Java ConcurrentHashMap源碼分析”文章的知識點(diǎn)大部分人都不太理解,所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容,內(nèi)容詳細(xì),步驟清晰,具有一定的借鑒價值,希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲,下面我們一起來看看這篇“Java ConcurrentHashMap源碼分析”文章吧。

    概述

    ConcurrentHashMap(CHM)是日常開發(fā)中使用頻率非常高的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),想對于普通的HashMap,CHM提供了線程安全的讀寫,CHM里面使用了許多比較精妙的優(yōu)化&操作。本文主要對CHM的整體結(jié)構(gòu)、初始化,查找,插入等做分析。

    CHM在1.8之前和之后有比較大的變動,1.8之前主要通過Segment 分段鎖 來解決并發(fā)問題,1.8及之后就沒有這些臃腫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與普通的HashMap一樣,都是Node數(shù)組+鏈表+紅黑樹

    Java?ConcurrentHashMap源碼分析

    一顆紅黑樹應(yīng)滿足如下性質(zhì):

    1.根節(jié)點(diǎn)是黑色的

    • 外部節(jié)點(diǎn)均為黑色(圖中的 leaf 節(jié)點(diǎn),通常在表述的時候會省略)

    • 紅色節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)必為黑色(通常插入的節(jié)點(diǎn)為紅色)

    • 從任一外部節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的沿途,黑節(jié)點(diǎn)的數(shù)目相等

    Java?ConcurrentHashMap源碼分析

    除了上面基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之外,Node節(jié)點(diǎn)也是一個需要關(guān)心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),Node節(jié)點(diǎn)本質(zhì)上是單向鏈表的節(jié)點(diǎn),其中包含key、valueHash、next屬性

    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;  
        final K key;
        volatile V val;
        volatile Node<K,V> next;
    }

    ForwardingNode節(jié)點(diǎn)

    ForwardingNode節(jié)點(diǎn)(簡稱fwd節(jié)點(diǎn))繼承自Node節(jié)點(diǎn),主要用于擴(kuò)容,該節(jié)點(diǎn)里面固定Hash值為MOVED(值為-1),同時持有新表的引用

    static final class ForwardingNode<K,V> extends Node<K,V> {
        final Node<K,V>[] nextTable;
        ForwardingNode(Node<K,V>[] tab) {
            super(MOVED, null, null, null);
            this.nextTable = tab;
        }
    
        Node<K,V> find(int h, Object k) {
            ...
        }
    }

    TreeNode

    TreeNode節(jié)點(diǎn)也繼承自Node節(jié)點(diǎn),用于表示紅黑樹上的節(jié)點(diǎn),主要屬性如下所示

    static final class TreeNode<K,V> extends Node<K,V> {
        TreeNode<K,V> parent;  // 父節(jié)點(diǎn)
        TreeNode<K,V> left;    // 左兒子
        TreeNode<K,V> right;   // 右兒子
        TreeNode<K,V> prev;    // 記錄前驅(qū)節(jié)點(diǎn),用于恢復(fù)鏈表
        boolean red;
    }

    TreeBin

    TreeBin節(jié)點(diǎn)內(nèi)部持有TreeNode節(jié)點(diǎn)的引用,內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了讀寫鎖用于控制多線程并發(fā)在紅黑樹上的操作,主要屬性如下所示

    static final class TreeBin<K,V> extends Node<K,V> {
        TreeNode<K,V> root;  // 紅黑樹根節(jié)點(diǎn)
        volatile TreeNode<K,V> first;  // 鏈表根節(jié)點(diǎn),讀寫分離時會用到
        volatile Thread waiter;  // 當(dāng)前線程
        volatile int lockState;  // 當(dāng)前紅黑樹的鎖狀態(tài)
        // values for lockState
        static final int WRITER = 1; // set while holding write lock
        static final int WAITER = 2; // set when waiting for write lock
        static final int READER = 4; // 讀鎖標(biāo)記
    }

    SizeCtl

    除了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要說明外,SizeCtl也是理解CHM十分重要的一個字段,他是一個整數(shù),不同的值表示不同的狀態(tài)

    • 當(dāng)SizeCtl > 0時,表示下次擴(kuò)展的閾值,其中閾值計算方式:數(shù)組長度 * 擴(kuò)展閾值(注意這里是固定的0.75)

    • 當(dāng)SizeCtl = 0時,表示還沒有開始初始化

    • 當(dāng)sizeCtl = -1是,表示此時正在進(jìn)行初始化

    • 當(dāng)SizeCtl < -1時,表示此時正在進(jìn)行擴(kuò)展,其中高16位表示擴(kuò)容標(biāo)識戳,低16位表示參與擴(kuò)容的線程數(shù)+1

    初始化

    CHM的初始化是惰性初始化的,即當(dāng)我們使用ConCurrentHashMap<String,string> map = new ConcurrentHashMap(20);創(chuàng)建一個CHM對象時,并不會真正的創(chuàng)建對象,而是只有在put時才會真正開始創(chuàng)建對象。

    public ConcurrentHashMap(int initialCapacity) {
        // 只是檢查參數(shù)是否合理,并設(shè)置好數(shù)組容量和擴(kuò)容閾值
        if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    int cap = ((initialCapacity >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ?
               MAXIMUM_CAPACITY :
               tableSizeFor(initialCapacity + (initialCapacity >>> 1) + 1));
    this.sizeCtl = cap;
    }

    初始化流程

    private final Node<K,V>[] initTable() {
        Node<K,V>[] tab; int sc;
        // 判空,注意這里是while,當(dāng)線程蘇醒后會記性檢查直到初始化完畢
        while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
            // 如果其他線程正在初始化,則讓出cpu
            if ((sc = sizeCtl) < 0)
                Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
            else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) { // 當(dāng)前線程嘗試獲取創(chuàng)建數(shù)組的重任
                try {
                    // 這里需要再進(jìn)行判斷是否為空,防止當(dāng)前線程創(chuàng)建完畢后又有其他線程進(jìn)來重復(fù)創(chuàng)建
                    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;
                        // 設(shè)置閾值為0.75n
                        sc = n - (n >>> 2);
                    }
                } finally {
                    sizeCtl = sc;
                }
                break;
            }
        }
        return tab;
    }

    查找

    get方法進(jìn)行查找,針對不同情況有不同處理

    public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
    // 擾動運(yùn)算
    int h = spread(key.hashCode());
    // 判斷表是否為空,表長度是否為0,以及元素對應(yīng)下標(biāo)是否為空
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
        // 判斷當(dāng)前下邊下是否是我們要找到值
        if ((eh = e.hash) == h) {
            if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                return e.val;
        }
        else if (eh < 0) // 判斷Node節(jié)點(diǎn)的Hash值是否小于0,如果小于0的話,則會在他的子類上進(jìn)行查找
            //這里情況比較復(fù)雜,不同的節(jié)點(diǎn)有不同的處理,如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為fwd節(jié)點(diǎn),則去新表上找,如果為紅黑樹
            //節(jié)點(diǎn),則在紅黑樹上進(jìn)行查找,后文會展開紅黑樹上的查找流程
            return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
        // 普通鏈表查找
        while ((e = e.next) != null) {
            if (e.hash == h &&
                ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                return e.val;
        }
    }
    return null;
    }

    插入

    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;;) { // 注意這里是個死循環(huán)
            Node<K,V> f; int n, i, fh;
            // 判斷是否初始化
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { // 判斷對應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否是空節(jié)點(diǎn),如果是
                //直接通過cas創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)
                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) // 如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是fwd節(jié)點(diǎn)(正在擴(kuò)容),則幫助擴(kuò)容
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else { 
                V oldVal = null;
                synchronized (f) { // 這里加鎖
                    if (tabAt(tab, i) == f) { // 這里需要繼續(xù)判斷是否當(dāng)前位置的節(jié)點(diǎn)沒有變化,因?yàn)槠渌€程可能
                        // 改變此節(jié)點(diǎn)
                        if (fh >= 0) { // fh >= 0表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是鏈表節(jié)點(diǎn),直接next往下找就行
                            binCount = 1;
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        else if (f instanceof TreeBin) { // 如果此時節(jié)點(diǎn)是TreeBin節(jié)點(diǎn),則需要再紅黑樹上進(jìn)行插入,具體
                            // 插入流程后文展開
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                            if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                                                  value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                    }
                }
                // 判斷是否需要樹化
                if (binCount != 0) {
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        // 計數(shù)器加1,這里使用了計數(shù)器而不是AtomicLong這種
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }

    擴(kuò)容

    CHM的擴(kuò)容利用了多線程并發(fā)的去擴(kuò)容

    CHM在兩種條件下會發(fā)生擴(kuò)容:

    • 單個鏈表長度大于8,并且數(shù)組長度小于64時,會發(fā)生擴(kuò)容

    • 元素個數(shù)超過閾值會發(fā)生擴(kuò)容

    擴(kuò)容流程:

    • 創(chuàng)建新的Node表,長度為當(dāng)前數(shù)組長度的兩倍

    • 從后往前分配任務(wù)區(qū)間,最小長度是16,即每個線程每次擴(kuò)容最少需要遷移16個桶,具體遷移數(shù)量由cpu核數(shù)決定

    • 判斷當(dāng)前元素是否為空,為空直接cas操作當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為fwd節(jié)點(diǎn),否則判斷當(dāng)前元素是否為fwd節(jié)點(diǎn),如果是,則說明其他線程再次區(qū)間擴(kuò)容,此時需要重新選定區(qū)間,否則就對當(dāng)前桶開始進(jìn)行遷移

    • 其他元素在put時如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前桶位是fwd節(jié)點(diǎn),會先協(xié)助擴(kuò)容再put

    • 最后一個擴(kuò)容線程退出擴(kuò)容時再次檢查一遍舊桶,更新sizeCtl的值,同時引用新桶

    private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
        int n = tab.length, stride;
        // 確定任務(wù)長度
        if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
            stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
        if (nextTab == null) {            // 第一個擴(kuò)容的線程需要創(chuàng)建新數(shù)組
            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;
            transferIndex = n;
        }
        int nextn = nextTab.length;
        ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
        boolean advance = true;
        boolean finishing = false; // 用于最后一次檢查
        for (int i = 0, bound = 0;;) {
            Node<K,V> f; int fh;
            while (advance) {
                int nextIndex, nextBound;
                if (--i >= bound || finishing) //當(dāng)前任務(wù)是否完成
                    advance = false;
                else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) { // 沒有任務(wù)了
                    i = -1;
                    advance = false;
                }
                else if (U.compareAndSwapInt
                         (this, TRANSFERINDEX, nextIndex,
                          nextBound = (nextIndex > stride ?
                                       nextIndex - stride : 0))) { //cas更新transferIndex
                    bound = nextBound;
                    i = nextIndex - 1;
                    advance = false;
                }
            }
            if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) { // 擴(kuò)容完畢
                int sc;
                if (finishing) { // 二次檢查后引用新表
                    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) // 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為空,直接賦為fwd
                advance = casTabAt(tab, i, null, fwd);
            else if ((fh = f.hash) == MOVED) // 其他線程已經(jīng)遷移好了,此時需要重新分配區(qū)間
                advance = true; // already processed
            else {
                synchronized (f) { //當(dāng)前節(jié)點(diǎn)開始遷移,這里需要加鎖,可能會有讀寫操作
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        Node<K,V> ln, hn;
                        if (fh >= 0) { //鏈表節(jié)點(diǎn) 這里只需要判斷對應(yīng)位置是0還是1就可決定遷移到高桶位還是低桶位
                            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) { // 紅黑樹節(jié)點(diǎn),通過判斷對應(yīng)位是否為0決定放到高
                            // 桶位還是低桶位
                            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;
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    紅黑樹的讀&寫

    紅黑樹上的讀寫操作是基于TreeBin進(jìn)行的,上文也對其進(jìn)行了說明。TreeBin其中的lockState表示當(dāng)前的讀寫狀態(tài)

    讀操作

    讀操作和寫操作可可以是并行的,當(dāng)有現(xiàn)成正在寫或者正在等待寫時,讀線程可以讀,通過代碼我們可以發(fā)現(xiàn),此時并沒有從紅黑樹上去讀,而是通過鏈表去讀了,這里和IO多路復(fù)用里面的epoll函數(shù)的底層原理一樣。

    final Node<K,V> find(int h, Object k) {
        if (k != null) {
            for (Node<K,V> e = first; e != null; ) {
                int s; K ek;
                // WAITER : .....010
                // WRITER : .....001
                // READER : .....100
                if (((s = lockState) & (WAITER|WRITER)) != 0) { //這里表明此時有正在寫或者等待寫的線程,直接從鏈表讀
                    if (e.hash == h &&
                        ((ek = e.key) == k || (ek != null && k.equals(ek))))
                        return e;
                    e = e.next;
                }
                else if (U.compareAndSwapInt(this, LOCKSTATE, s, // 表明此時處于無鎖或者讀鎖狀態(tài),直接紅黑樹上查找
                                             s + READER)) {
                    TreeNode<K,V> r, p;
                    try {
                        p = ((r = root) == null ? null :
                             r.findTreeNode(h, k, null));
                    } finally {
                        Thread w;
                        // 讀操作完畢后檢查是否有寫線程在等待,如果有,需要喚醒等待線程
                        // READER|WAITER 表示此時是最后一個讀線程
                        if (U.getAndAddInt(this, LOCKSTATE, -READER) ==
                            (READER|WAITER) && (w = waiter) != null)
                            LockSupport.unpark(w);
                    }
                    return p;
                }
            }
        }
        return null;
    }

    寫操作

    紅黑樹上的寫會先查找是否有對應(yīng)的值,如果有,則更新值即可,如果沒有找到,則插入新的節(jié)點(diǎn),再插入節(jié)點(diǎn)的過程中,會調(diào)用lockRoot加寫鎖,如果沒有搶到鎖,則會調(diào)用contentLock方法繼續(xù)嘗試或者將自己掛起

    final TreeNode<K,V> putTreeVal(int h, K k, V v) {
        Class<?> kc = null;
        boolean searched = false;
        for (TreeNode<K,V> p = root;;) {
            // 查找是否有值
            int dir, ph; K pk;
            if (p == null) {
                first = root = new TreeNode<K,V>(h, k, v, null, null);
                break;
            }
            else if ((ph = p.hash) > h)
                dir = -1;
            else if (ph < h)
                dir = 1;
            else if ((pk = p.key) == k || (pk != null && k.equals(pk)))
                return p;
            else if ((kc == null &&
                      (kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
                     (dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) {
                if (!searched) {
                    TreeNode<K,V> q, ch;
                    searched = true;
                    if (((ch = p.left) != null &&
                         (q = ch.findTreeNode(h, k, kc)) != null) ||
                        ((ch = p.right) != null &&
                         (q = ch.findTreeNode(h, k, kc)) != null))
                        return q;
                }
                dir = tieBreakOrder(k, pk);
            }
    
            TreeNode<K,V> xp = p;
            if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
                TreeNode<K,V> x, f = first;
                first = x = new TreeNode<K,V>(h, k, v, f, xp);
                if (f != null)
                    f.prev = x;
                if (dir <= 0)
                    xp.left = x;
                else
                    xp.right = x;
                if (!xp.red)
                    x.red = true;
                else {
                    // 鎖住節(jié)點(diǎn),平衡操作可能會導(dǎo)致樹結(jié)構(gòu)發(fā)生變化
                    lockRoot();
                    try { 
                        root = balanceInsertion(root, x);
                    } finally {
                        unlockRoot();
                    }
                }
                break;
            }
        }
        assert checkInvariants(root);
        return null;
    }
    private final void lockRoot() {
        // 這里嘗試去獲取寫鎖,獲取不到就調(diào)用contenedLock方法
        if (!U.compareAndSwapInt(this, LOCKSTATE, 0, WRITER))
            contendedLock(); // offload to separate method
    }
    
    private final void contendedLock() {
        boolean waiting = false;
        for (int s;;) {
            // ~WAITER 1111111101
            // 如果此時處于無鎖,則重新獲取鎖
            if (((s = lockState) & ~WAITER) == 0) {
                if (U.compareAndSwapInt(this, LOCKSTATE, s, WRITER)) {
                    if (waiting)
                        waiter = null;
                    return;
                }
            } // 此時不是處于waiter狀態(tài),即其他線程沒有等待,則自己進(jìn)行等待。如果已經(jīng)有線程在等待了,會一直自旋,也可看出這里是非公平鎖
            else if ((s & WAITER) == 0) {
                if (U.compareAndSwapInt(this, LOCKSTATE, s, s | WAITER)) {
                    waiting = true;
                    waiter = Thread.currentThread();
                }
            }
            else if (waiting) // 將當(dāng)前線程掛起
                LockSupport.park(this);
        }
    }

    小結(jié)

    在紅黑樹上進(jìn)行讀寫時,我們可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)有線程在樹上寫時,讀線程是可以讀的,不過不是從紅黑樹上去讀,而不用阻塞,這里可能導(dǎo)致短暫的數(shù)據(jù)不一致的問題,類似于COW;當(dāng)有線程在樹上讀時,此時寫線程會將自己掛起,當(dāng)最后一個讀線程查找完畢后會檢查是否有些線程在等待,如果有,則喚醒等待寫的線程

    容器計數(shù)

    對于一個并發(fā)容器來說,當(dāng)多線程同時寫入時,此時容器如何計數(shù)成為了一個問題,最簡單的是通過AtomicLong來保證原子性與可見性,但是在多線程情況下絕大多數(shù)線程會cas失敗,然后重試。這無疑是浪費(fèi)cpu性能的且會有性能瓶頸的。在CHM中引入了,使用分段計數(shù)思想,即通過一個數(shù)組來計數(shù),當(dāng)多線程并發(fā)計數(shù)時,記在數(shù)組的不同位置上,最后進(jìn)行統(tǒng)計。

    public int size() {
        long n = sumCount();
        return ((n < 0L) ? 0 :
                (n > (long)Integer.MAX_VALUE) ? Integer.MAX_VALUE :
                (int)n);
    }
    
    final long sumCount() {
        CounterCell[] as = counterCells; CounterCell a;
        long sum = baseCount;
        if (as != null) {
            // 累計cells數(shù)組
            for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
                if ((a = as[i]) != null)
                    sum += a.value;
            }
        }
        return sum;
    }
    
    // 計數(shù)
    private final void addCount(long x, int check) {
        CounterCell[] as; long b, s;
        // 如果cells數(shù)組不為空或者cas操作baseCount失敗,說明此時出現(xiàn)了競爭,需要再cells數(shù)組上計數(shù)
        if ((as = counterCells) != null ||
            !U.compareAndSwapLong(this, BASECOUNT, b = baseCount, s = b + x)) {
            CounterCell a; long v; int m;
            boolean uncontended = true;
            if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
                (a = as[ThreadLocalRandom.getProbe() & m]) == null ||
                !(uncontended =
                  U.compareAndSwapLong(a, CELLVALUE, v = a.value, v + x))) {
                fullAddCount(x, uncontended);
                return;
            }
            if (check <= 1)
                return;
            s = sumCount();
        }
        // 判斷是否需要擴(kuò)容
        if (check >= 0) {
            Node<K,V>[] tab, nt; int n, sc;
            while (s >= (long)(sc = sizeCtl) && (tab = table) != null &&
                   (n = tab.length) < MAXIMUM_CAPACITY) {
                int rs = resizeStamp(n);
                if (sc < 0) {
                    if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
                        sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null ||
                        transferIndex <= 0)
                        break;
                    if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1))
                        transfer(tab, nt);
                }
                else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,
                                             (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
                    transfer(tab, null);
                s = sumCount();
            }
        }
    }

    以上就是關(guān)于“Java ConcurrentHashMap源碼分析”這篇文章的內(nèi)容,相信大家都有了一定的了解,希望小編分享的內(nèi)容對大家有幫助,若想了解更多相關(guān)的知識內(nèi)容,請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。

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