• JDK源码那些事儿之并发ConcurrentHashMap下篇


    上一篇文章已经就ConcurrentHashMap进行了部分说明,介绍了其中涉及的常量和变量的含义,有些部分需要结合方法源码来理解,今天这篇文章就继续讲解并发ConcurrentHashMap

    前言

    本文主要介绍ConcurrentHashMap中的一些重要方法,结合上篇文章中的讲解部分进行更进一步的介绍

    回顾下上篇文章,我们应该已经知道ConcurrentHashMap的整体结构和HashMap基本一致,不同的是处理多线程并发下保证操作的正确性,ConcurrentHashMap通过CAS和synchronized进行并发控制,当然,这种情况下各种处理都会变的更为复杂,下面我们就通过方法来深入理解ConcurrentHashMap的操作

    重要方法

    在一些方法中展示了各个变量以及常量的使用,能让我们更好的理解其中的操作

    tabAt/casTabAt/setTabAt

    下列方法用于读写table数组,使用Unsafe提供的更新获取volatile变量,CAS更新数组元素等操作

        // 读取table[i]
        @SuppressWarnings("unchecked")
        static final <K,V> Node<K,V> tabAt(Node<K,V>[] tab, int i) {
            return (Node<K,V>)U.getObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE);
        }
        // CAS更新table[i]
        static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
                                            Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
            return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
        }
        // 插入table[i]
        static final <K,V> void setTabAt(Node<K,V>[] tab, int i, Node<K,V> v) {
            U.putObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, v);
        }
    

    size

    size方法返回了一个不精确的值,在多线程环境下,返回一个不精确的值,通过sumCount迭代counterCells统计sum值。

        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) {
                for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
                    if ((a = as[i]) != null)
                        sum += a.value;
                }
            }
            return sum;
        }
    

    这里很多人可能会问,为什么需要叠加counterCells数组的值呢?

    其实这和ConcurrentHashMap特点有关,多线程环境下,同时插入值,执行CAS操作,执行成功的更新了baseCount,而执行失败的则将值放入到了counterCells数组中,可以查阅CounterCell内部类源码,只有一个long类型变量,每次进行插入或者删除时调用addCount通过CAS操作更新baseCount,失败时执行fullAddCount方法,初始化counterCells数组,并将1(相当于插入或删除一个元素)插入到CounterCell类中,这样尽可能保证了Map长度的正确性,这里理解流程即可,不深入,addCount部分有具体操作可查看

        @sun.misc.Contended static final class CounterCell {
            volatile long value;
            CounterCell(long x) { value = x; }
        }
    

    get

    参考HashMap,类似操作流程,需要注意的也就是在eh < 0处,如果是特殊节点,比如TreeBin或者ForwardingNode节点,则调用其具体类实现的find方法完成遍历查询,内部类解释可以参考我的上一篇文章

    • 计算hash值
    • 判断table是否为空,不为空,找到对应hash桶根节点判断
    • 非根节点继续遍历树或者链表,存在对应值则返回对应值,否则返回null
        public V get(Object key) {
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
            // 计算key的hash值
            int h = spread(key.hashCode());
            // table非空并且对应的hash桶根节点不为空
            if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
                (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
                // 查找节点为根节点
                if ((eh = e.hash) == h) {
                    if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                        return e.val;
                }
                // 树节点或者扩容中(FN节点)
                else if (eh < 0)
                    return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
                // 链表遍历查找
                while ((e = e.next) != null) {
                    if (e.hash == h &&
                        ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                        return e.val;
                }
            }
            return null;
        }
        // 参考HashMap的hash方法,不同之处在于和HASH_BITS进行了一次与操作,最高位变为了0,即为正数,因为前一篇文章也已经说过负数hash值有特殊意义
        static final int spread(int h) {
            return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS;
        }
    

    containsValue

    这里通过静态内部类实现Traverser来遍历数组,具体的内部实现查看上篇文章里中的内部类说明,advance相当于查找到下一个非空节点

        public boolean containsValue(Object value) {
            if (value == null)
                throw new NullPointerException();
            Node<K,V>[] t;
            if ((t = table) != null) {
                Traverser<K,V> it = new Traverser<K,V>(t, t.length, 0, t.length);
                for (Node<K,V> p; (p = it.advance()) != null; ) {
                    V v;
                    if ((v = p.val) == value || (v != null && value.equals(v)))
                        return true;
                }
            }
            return false;
        }
    

    遍历时遇见特殊节点的处理上一篇文章中已经画图说明,如下:

    Traverser遍历

    putVal

    putVal整体同HashMap的putVal操作,操作流程上基本类似,只是在多线程操作下需要正确的处理插入值操作,同时如果发现有线程在进行扩容操作时,需帮助扩容,然后再进行插入值的流程操作

        final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
            // 空值判断
            if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
            // hash值计算,保证了hash值为正数
            int hash = spread(key.hashCode());
            // 当前bin中元素的个数,判断是否树化处理
            int binCount = 0;
            // 无限循环直到被正确处理
            for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
                Node<K,V> f; int n, i, fh;
                // 空表进行初始化操作
                if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                    tab = initTable();
                // 计算出的hash桶位置链表头节点无值则通过CAS插入值
                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
                }
                // 如果hash桶链表头节点为MOVED状态,即说明有线程在进行扩容操作,则通过helpTransfer帮助扩容操作
                else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                    tab = helpTransfer(tab, f);
                else {
                    V oldVal = null;
                    // hash桶链表头节点加锁,在多线程环境下其他线程不能同时操作当前相同的头节点代码块
                    synchronized (f) {
                        if (tabAt(tab, i) == f) {
                            // 正常链表插入操作
                            if (fh >= 0) {
                                binCount = 1;
                                for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                    K ek;
                                    // key和hash值相同则进行替换
                                    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;
                                    // 没匹配到则直接插入到链表尾部
                                    if ((e = e.next) == null) {
                                        pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                                  value, null);
                                        break;
                                    }
                                }
                            }
                            // 红黑树插入操作
                            else if (f instanceof TreeBin) {
                                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;
                                }
                            }
                        }
                    }
                    if (binCount != 0) {
                        // 达到树化阈值,则可能进行树化操作
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                            treeifyBin(tab, i);
                        if (oldVal != null)
                            return oldVal;
                        break;
                    }
                }
            }
            // size+1操作
            addCount(1L, binCount);
            return null;
        }
    

    resizeStamp

    前一篇文章在对sizeCtl说明时在多个线程帮忙扩容时其值小于0时做过一些说明,在源码中涉及到了下面这个方法,先理解清楚这个方法比较重要

    这里的参数每次传入的都是当前数组的长度,也就是说每次这里生成的数都与当时扩容时的数组长度有关,Integer.numberOfLeadingZeros(n),返回二进制表示,前面有多少个连续的0,RESIZE_STAMP_BITS固定为16,没发现有提供方法来修改这个变量,位或运算得到一个值,这个值表示了与扩容时数组的长度相关,这里需记得是左移了(RESIZE_STAMP_BITS - 1),因为后边代码中我们需要反向操作右移来重新获取

    这里通过这个方法与数组长度关联,同时sizeCtl也会与之关联,同时也记录当前扩容中的线程数,故sizeCtl在扩容中同时兼顾了两种作用,一是判断是否是在同一个批次的扩容中(都是从16扩容到32),同时判断当前扩容中参与的线程数来确定是否结束和初始化操作

        /**
         * Returns the stamp bits for resizing a table of size n.
         * Must be negative when shifted left by RESIZE_STAMP_SHIFT.
         */
        static final int resizeStamp(int n) {
            return Integer.numberOfLeadingZeros(n) | (1 << (RESIZE_STAMP_BITS - 1));
        }
    

    addCount

    整体来看主要进行了两部分内容,一是更新baseCount,二是检查是否进行扩容操作。其实这个方法里还是相当复杂的,涉及到了线程私有的伪随机数生成器ThreadLocalRandom,并发效率更高的LongAdder,不过初学者可以不用研究那么深入,这里不详细说明,大概了解就好

        private final void addCount(long x, int check) {
            CounterCell[] as; long b, s;
            // 通过CAS更新baseCount
            if ((as = counterCells) != null ||
                !U.compareAndSwapLong(this, BASECOUNT, b = baseCount, s = b + x)) {
                // 更新baseCount失败
                CounterCell a; long v; int m;
                boolean uncontended = true;
                // 相当于每个线程的probe就是它在CounterCell数组中的hash code,用来定位counterCells数组
                if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
                    (a = as[ThreadLocalRandom.getProbe() & m]) == null ||
                    !(uncontended =
                      U.compareAndSwapLong(a, CELLVALUE, v = a.value, v + x))) {
                    // 更新cellvalue失败则执行fullAddCount,具体不看了,比较复杂,不停尝试更新计数
                    // 源码注释上也写了类似LongAdder
                    fullAddCount(x, uncontended);
                    return;
                }
                // 执行到此说明更新计数器成功,判断是否退出,为什么是1其实还是有点困惑
                if (check <= 1)
                    return;
                s = sumCount();
            }
            // check大于0代表着对应hash桶下的节点数,检查是否扩容
            // 满足条件帮助扩容,不满足退出
            if (check >= 0) {
                Node<K,V>[] tab, nt; int n, sc;
                // 注意,这里条件中3个变量赋值同时while判断
                // sc = sizeCtl,tab = table,n = tab.length
                // 在并发操作中可能会出现变量错误的情况造成扩容处理出错,通过resizeStamp保证扩容时版本一致
                while (s >= (long)(sc = sizeCtl) && (tab = table) != null &&
                       (n = tab.length) < MAXIMUM_CAPACITY) {
                    // resizeStamp根据n返回一个扩容版本戳,保证唯一性,上边一个方法我已经说明了
                    int rs = resizeStamp(n);
                    // 说明有别的线程在扩容
                    if (sc < 0) {
                        // 判断是否帮助扩容,满足条件,不帮助扩容,这里会分析下,看下面的分析部分
                        if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
                            sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null ||
                            transferIndex <= 0)
                            break;
                        // 帮助扩容,线程数+1
                        if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1))
                            transfer(tab, nt);
                    }
                    // 无线程帮助扩容,当前线程尝试成为第一个扩容的线程
                    else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,
                                                 (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
                        transfer(tab, null);
                    s = sumCount();
                }
            }
        }
    

    在上面这段代码中,不帮助扩容的条件中有些地方让人困惑

        if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
            sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null ||
            transferIndex <= 0)
            break;
    

    (sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs

    首先需要明白上边整个扩容中的第一个线程会通过U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2)设置sizeCtl,之后扩容线程增加则通过U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)更新

    sc右移RESIZE_STAMP_SHIFT(由于RESIZE_STAMP_BITS不提供修改方法,RESIZE_STAMP_SHIFT也只能取到16),第一个条件为什么是这个?需要结合扩容代码来看,首个线程抢到扩容任务时需先创建nextTable,设置transferIndex,在执行之前需要将sizeCtl更新,即U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2),代码存在于addCount和tryPresize方法中,sizeCtl在每次扩容时会更新成(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2。判断条件里sc无符号右移,如果是相同的一次扩容过程,则与rs相等是肯定的,rs是由resizeStamp根据长度n计算得来,其实最终这里比较的也就是table的长度,防止多次扩容下错误的帮助了扩容

    另外在已经有线程扩容的情况下增加扩容线程会会更新sizeCtl,U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1) 看出在首次更新的基础上加1即可,扩容线程完成自己的任务同理减1,结合上边对resizeStamp的说明应该算很清楚了

    以上部分也证实了上篇文章中sizeCtl注释是不正确的

    sc == rs + 1 || sc == rs + MAX_RESIZERS

    这个条件是有问题的,sc小于0,rs大于0,两个条件一直为false,没有true的可能,从这个条件上看,应该是判断扩容完毕和扩容线程数达到最大时不能帮助扩容。

    我们想一下,第一次线程扩容时已经将sc更新成(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2,这里判断的话需要改为sc == ( rs << RESIZE_STAMP_SHIFT ) +1 才对,不能将sc右移,右移将会导致低16位记录的线程数数据丢失,最大线程数判断同理,应改为sc == ( rs << RESIZE_STAMP_SHIFT ) + MAX_RESIZERS

    我在Oracle官网bug库里看到已经提到了这个问题:https://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=JDK-8214427

    (nt = nextTable) == null

    此时状态可能表明扩容已经结束或者第一个线程在扩容中,不能帮助扩容

    transferIndex <= 0

    transfer任务已经被分配完毕,不能分配任务给当前线程,不能帮助扩容,帮助扩容部分下面会说到

    helpTransfer

    如果正在进行扩容操作,则帮助扩容

        /**
         * Helps transfer if a resize is in progress.
         */
        final Node<K,V>[] helpTransfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V> f) {
            Node<K,V>[] nextTab; int sc;
            // 判断是否为ForwardingNode并且nextTable是否已经被创建
            if (tab != null && (f instanceof ForwardingNode) &&
                (nextTab = ((ForwardingNode<K,V>)f).nextTable) != null) {
                // 根据长度获取扩容戳
                int rs = resizeStamp(tab.length);
                // 再次验证是否正在扩容
                while (nextTab == nextTable && table == tab &&
                       (sc = sizeCtl) < 0) {
                    // 几个条件上边已经解释过了,满足不帮助扩容
                    if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
                        sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
                        break;
                    // sizeCtl加1,表示当前线程加入扩容,多了一个线程帮忙
                    if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) {
                        transfer(tab, nextTab);
                        break;
                    }
                }
                return nextTab;
            }
            return table;
        }
    

    tryPresize

    预先扩容,putAll和treeifyBin中使用到,不满足table容量时,进行一次扩容操作

        /**
         * Tries to presize table to accommodate the given number of elements.
         *
         * @param size number of elements (doesn't need to be perfectly accurate)
         */
        private final void tryPresize(int size) {
            // 判断长度是否超过最大值,超过则赋值为最大值,正常则通过tableSizeFor计算扩容后的长度
            int c = (size >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ? MAXIMUM_CAPACITY :
                tableSizeFor(size + (size >>> 1) + 1);
            int sc;
            // 未初始化或扩容完成才能执行本次扩容操作
            while ((sc = sizeCtl) >= 0) {
                Node<K,V>[] tab = table; int n;
                // table未初始化
                if (tab == null || (n = tab.length) == 0) {
                    n = (sc > c) ? sc : c;
                    // 置为-1表示数组初始化,前一篇文章已经说明
                    if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
                        try {
                            if (table == tab) {
                                @SuppressWarnings("unchecked")
                                Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
                                table = nt;
                                sc = n - (n >>> 2);
                            }
                        } finally {
                            // 此时相当于阈值
                            sizeCtl = sc;
                        }
                    }
                }
                // 已经初始化,扩容长度小于阈值或者大于最大值,不进行扩容操作
                else if (c <= sc || n >= MAXIMUM_CAPACITY)
                    break;
                // 再次验证table未改变
                else if (tab == table) {
                    int rs = resizeStamp(n);
                    // 同上边代码部分,判断是否帮助扩容
                    if (sc < 0) {
                        Node<K,V>[] nt;
                        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);
                }
            }
        }
    

    transfer

    table迁移操作,通过transferIndex来完成任务的分配,之前文章变量中也提及了MIN_TRANSFER_STRIDE(最小步长),对每个扩容线程申请迁移的hash桶数量做了限制,每次需要扩容线程执行完毕已经领取完的hash桶迁移任务才可以继续领取任务帮助迁移,最后一个迁移线程在迁移完毕后会进行检查

        private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
            int n = tab.length, stride;
            // 设置步长,即每个迁移任务迁移多少个hash桶,默认最小迁移步长16
            // 即每个扩容线程最小迁移16个hash桶
            if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
                stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
            // nextTab未初始化,则进行初始化操作,这里不需要CAS,调用的地方已经做了控制,保证只有一个线程能执行
            if (nextTab == null) {            // initiating
                try {
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    // 新数组长度扩容为原有数组的2倍
                    Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n << 1];
                    nextTab = nt;
                } catch (Throwable ex) {      // try to cope with OOME
                    // 内存溢出时不能继续扩容
                    sizeCtl = Integer.MAX_VALUE;
                    return;
                }
                nextTable = nextTab;
                transferIndex = n;
            }
            int nextn = nextTab.length;
            // 设置ForwardingNode节点
            ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
            // 线程可以继续分配迁移任务的标识
            boolean advance = true;
            // 设置结束标识
            boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab
            // i表示数组下标,bound表示迁移任务的最小下标
            for (int i = 0, bound = 0;;) {
                Node<K,V> f; int fh;
                // advance为false则表明当前线程分配的迁移任务未完成或已经扩容完毕
                while (advance) {
                    int nextIndex, nextBound;
                    // --i 大于等于 bound 则表明本次分配的迁移任务还未完成,将advance置为false
                    // 表明不能继续分配迁移任务
                    if (--i >= bound || finishing)
                        advance = false;
                    // 设置nextIndex
                    // 如果小于等于0则表示迁移hash桶已被分配完毕,不用继续,将advance置为false
                    else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) {
                        i = -1;
                        advance = false;
                    }
                    // 设置迁移任务区间bound到i
                    else if (U.compareAndSwapInt
                             (this, TRANSFERINDEX, nextIndex,
                              nextBound = (nextIndex > stride ?
                                           nextIndex - stride : 0))) {
                        bound = nextBound;
                        i = nextIndex - 1;
                        advance = false;
                    }
                }
                // 上边计算了区间和任务状态
                // i < 0 上边代码已经说明,transfer任务已经执行完毕,退出
                // i >= n 这里n表示的是传入的tab数组长度,而i有可能因为transferIndex改变而改变
                // 比如连续扩容从16扩容到32,然后又从32扩容到64,此时这个条件是可能成立的,这里的i有可能在32到64之间,大于n的32
                // 不在一个扩容维度内,需退出。最后一个条件没看明白是什么情况出现这种状态
                if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) {
                    int sc;
                    if (finishing) {
                        // 扩容迁移完毕设置table和sizeCtl
                        nextTable = null;
                        table = nextTab;
                        sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1);
                        return;
                    }
                    // 线程数减1,表明当前线程退出
                    if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) {
                        // 判断当前线程是否为最后一个扩容线程,不是,则退出,条件可以看上边的说明,已经讲解过
                        if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT)
                            return;
                        // 确定当前线程为最后一个扩容线程,则需要进行检查工作
                        // 检查所有的旧数组hash桶是否被正确的迁移
                        finishing = advance = true;
                        i = n; // recheck before commit
                    }
                }
                // i处的hash桶为null则直接放置ForwardingNode节点
                else if ((f = tabAt(tab, i)) == null)
                    advance = casTabAt(tab, i, null, fwd);
                // i处的hash桶为ForwardingNode节点
                else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                    // 最后的线程执行检查
                    advance = true; // already processed
                else {
                    synchronized (f) {
                        // 再次验证hash桶头节点为f
                        if (tabAt(tab, i) == f) {
                            // 进行迁移任务,类似HashMap,分高位和低位,不明白的可以看我HashMap的文章
                            Node<K,V> ln, hn;
                            if (fh >= 0) {
                                // 正常链表操作
                                // runBit表明首节点的位置,0则表示在低位,非0表示在高位
                                int runBit = fh & n;
                                Node<K,V> lastRun = f;
                                // 找到尾部最后一个高低位不同的节点,之后的节点不需要进行操作,直接进行复用
                                for (Node<K,V> p = f.next; p != null; p = p.next) {
                                    int b = p.hash & n;
                                    if (b != runBit) {
                                        runBit = b;
                                        lastRun = p;
                                    }
                                }
                                // 低位lastRun在下面循环时使用
                                if (runBit == 0) {
                                    ln = lastRun;
                                    hn = null;
                                }
                                // 高位lastRun在下面循环时使用
                                else {
                                    hn = lastRun;
                                    ln = null;
                                }
                                // 确定lastRun为了提高效率,复用原有链表
                                for (Node<K,V> p = f; p != lastRun; p = p.next) {
                                    int ph = p.hash; K pk = p.key; V pv = p.val;
                                    // 低位链表
                                    if ((ph & n) == 0)
                                        ln = new Node<K,V>(ph, pk, pv, ln);
                                    // 高位链表
                                    else
                                        hn = new Node<K,V>(ph, pk, pv, hn);
                                }
                                // 新数组上设置低位链表
                                setTabAt(nextTab, i, ln);
                                // 新数组上设置高位链表
                                setTabAt(nextTab, i + n, hn);
                                // 旧数组i处设置为ForwardingNode节点
                                setTabAt(tab, i, fwd);
                                advance = true;
                            }
                            // 红黑树通过TreeBin操作
                            else if (f instanceof TreeBin) {
                                TreeBin<K,V> t = (TreeBin<K,V>)f;
                                // 同样划分为高低位进行处理,通过链表来操作
                                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);
                                    // 判断是低位还是高位然后修改链表关系
                                    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;
                                    }
                                }
                                // 同链表类似,判断下是否需转成链表,通过TreeBin将高低位链表构建成红黑树
                                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;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    

    迁移任务是从数组尾部向头部进行,这样做的目的应该是与迭代正向操作相反来减少冲突,当迭代时是已经迁移好的hash桶,迁移时是已经迭代完毕的hash桶

    clear

    清空操作,比较简单

        public void clear() {
            // 删除节点数记录最后需要更新
            long delta = 0L; // negative number of deletions
            // 数组下标
            int i = 0;
            Node<K,V>[] tab = table;
            while (tab != null && i < tab.length) {
                int fh;
                Node<K,V> f = tabAt(tab, i);
                // hash桶首节点为null表明不需要执行
                if (f == null)
                    ++i;
                // 扩容中帮助扩容然后重新开始循环清空操作
                else if ((fh = f.hash) == MOVED) {
                    tab = helpTransfer(tab, f);
                    i = 0; // restart
                }
                // 正常链表或TreeBin节点
                else {
                    synchronized (f) {
                        if (tabAt(tab, i) == f) {
                            Node<K,V> p = (fh >= 0 ? f :
                                           (f instanceof TreeBin) ?
                                           ((TreeBin<K,V>)f).first : null);
                            // 获取hash桶的节点数
                            while (p != null) {
                                --delta;
                                p = p.next;
                            }
                            // 将hash桶置null
                            setTabAt(tab, i++, null);
                        }
                    }
                }
            }
            // 更新数组长度
            if (delta != 0L)
                addCount(delta, -1);
        }
    

    总结

    本文紧接上一篇文章讲解了ConcurrentHashMap的重要的方法,对于一些变量和常量结合方法进行了更多的解释说明,本身而言还是比较复杂,其中部分笔者也不能完全理解,不过整体的流程有了一个更清晰的认知,重点需要理解的在下面几点:

    • 涉及到Map长度的计算:通过counterCells完成以及通过addCount进行长度的更新
    • 扩容操作:sizeCtl的设置以及更新和各种情况下对应的含义
    • 迁移操作:迁移步长,线程检查
    • 节点类型:几种节点类型的不同处理方式

    当然,有些条件可能比较复杂,难以理解,只能尽力多看多想,希望对各位有所帮助

    以上内容如有问题欢迎指出,笔者验证后将及时修正,谢谢

    作者:freeorange
    个人博客网站:https://www.gclearning.cn/
    本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须在文章页面给出原文连接,否则保留追究法律责任的权利。
  • 相关阅读:
    非常精辟的几句话
    关于免杀的实践
    分析PE
    分析 Nanocore
    CTO的窘境
    企业级容器云平台
    POJ 2274
    POJ 1703
    POJ 1182
    DNS协议以及报文格式总结
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/freeorange/p/11143871.html
Copyright © 2020-2023  润新知