19 ConcurrentHashMap1.7

Posted 2021-09-04 cathy_mu

一个concurrentHashMap是一个segment数组
一个segment里是个hashEntry数组
对不同的segment进行操作无需考虑锁竞争

segment也有负载因子、阈值，segment的数量是2的幂，容量也是2的幂。

concurrentHashmap的put：
1.定位到segment
2.如果segment为空，初始化segment
3.对segment调用put

初始化segment

• 检查计算得到的位置的 Segment 是否为null.
• 为 null 继续初始化，使用 Segment[0] 的容量和负载因子创建一个 HashEntry 数组。
• 再次检查计算得到的指定位置的 Segment 是否为null.
• 使用创建的 HashEntry 数组初始化这个 Segment.
• 自旋判断计算得到的指定位置的 Segment 是否为null，使用 CAS 在这个位置赋值为 Segment.

put

1. tryLock() 获取锁，获取不到使用 scanAndLockForPut 方法继续获取。
2. 计算 put 的数据要放入的 index 位置，然后获取这个位置上的 HashEntry 。

3. 遍历 put 新元素，为什么要遍历？因为这里获取的 HashEntry 可能是一个空元素，也可能是链表已存在，所以要区别对待。

   • 如果这个位置上的 HashEntry 不存在：

     1. 如果当前容量大于扩容阀值，小于最大容量，进行扩容。
     2. 直接头插法插入。

   • 如果这个位置上的 HashEntry 存在：

     1. 判断链表当前元素 Key 和 hash 值是否和要 put 的 key 和 hash 值一致。一致则替换值

     2. 不一致，获取链表下一个节点，直到发现相同进行值替换，或者链表表里完毕没有相同的。

        1. 如果当前容量大于扩容阀值，小于最大容量，进行扩容。
        2. 直接链表头插法插入。
4. 如果要插入的位置之前已经存在，替换后返回旧值，否则返回 null.

get方法无需加锁，由于其中涉及到的共享变量都使用volatile修饰，volatile可以保证内存可见性，所以不会读取到过期数据。

假设有2^N个segment，那根据元素的高N位就可以判断元素在哪个segment中。

对volatile字段的写入操作happens-before于每一个后续的同一个字段的读操作。

每个HashEntry中的next也是final的，没法对链表最后一个元素增加一个后续entry所以新增一个entry的实现方式只能通过头结点来插入了。

我们要删除 e3这个entry，因为HashEntry中next的不可变，所以我们无法直接把e2的next指向e4，而是将要删除的节点之前的节点复制一份，形成新的链表。

get分两步：1.看看segment中entry的个数，2.找到entry时判断下value是否为空。这种机制如何保证另一个线程增加、删除、修改entry时，本线程不受影响？
1.增加:如果查找时对方对象还没有创建好，value会为空。
2.修改：volitale保证了读到的会是对方写好的
3.删除：看到了对方还没来得及删的问题也不大