ConcurrentHashMap源码分析

Posted 2022-01-24 tianjx01

今天咱们就不大战秃头老了，给自己充充电，日后再战秃头老！

注：ConcurrentHashMap聊的是1.8之后的！

兄弟姐妹们都说HashMap线程不安全，想线程安全就用ConcurrentHashMap，那为什么它就线程安全那？啊？为什么呢！不用想，肯定从put()方法看起来嘛！那有请put()老哥，出来溜达一下呗！

// 哎呦，老面孔了，跟HashMap一样都调用了putVal方法
public V put(K key, V value) 
    return putVal(key, value, false);

// 哎呦，final修饰的方法，不允许被重写，看来很自信呀！
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) 
    // 传递值非空校验
    if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
    // 通过 key 的 hashcode 求出 hash 值，即元素所在位置
    int hash = spread(key.hashCode());
    int binCount = 0;
    // 遍历table
    for (Node<K,V>[] tab = table;;) 
        Node<K,V> f; int n, i, fh;
        // 判断是否需要初始化
        if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
            tab = initTable();
        // 如果当前要put的位置为空，则通过 cas+自旋 方式放入,不加锁，成功后跳出循环
        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
        
        // 是否需要扩容
        else if ((fh = f.hash) == MOVED)
            tab = helpTransfer(tab, f);
        else 
            V oldVal = null;
            // 重头戏来咯，哎呦，原来加锁了
            synchronized (f) 
                if (tabAt(tab, i) == f) 
                    if (fh >= 0) 
                        // 说明是链表，通过链表的方式添加元素
                        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) 
                        // 红黑树，通过树的方式来添加元素
                        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) 
                // 判断是否转换成红黑树
                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                    treeifyBin(tab, i);
                if (oldVal != null)
                    return oldVal;
                break;
            
        
    
    addCount(1L, binCount);
    return null;

综上所述，就是加锁了！简单的描述下：

1：通过hashcode求出key应该所放的位置

2：是否已经初始化，如果没有则调用initTable()

3：当前位置的值是否为空，为空的则通过CAS乐观锁的方式添加元素（兄弟，别慌，后面会说CAS）

4：判断是否需要扩容

5：加synchronized来添加元素，如果是链表则遍历链表添加元素，如果是红黑树则调用红黑树添加元素的方法！

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既然我们知道了为啥线程安全了，那我们顺带看一下initTable()方法呗，看不了上当，看不了吃亏！

private final Node<K,V>[] initTable() 
    Node<K,V>[] tab; int sc;
    // 是否需要初始化
    while ((tab = table) == null || tab.length == 0) 
        // sizeCtl 这个玩意老牛了
        // 如果 =  -1 说明有其他线程在初始化，
        // -N 说明N-1个线程在扩容
        // >0 代表容量
        if ((sc = sizeCtl) < 0)
            // 既然，有其他线程在初始化，那咱们就礼让一下呗！
            Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
        else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) // 通过cas方式进行判断是否要初始化！(又是CAS，好奇不！)
            try 
                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;
                    sc = n - (n >>> 2);
                
             finally  
                // 把容量大小赋值给sizeCtl，是不是说明 >0 代表容量
                sizeCtl = sc;
            
            break;
        
    
    return tab;

简单说就是，如果需要初始化，首先看看有没有其他线程在初始化，有就礼让，没有就让我来！特别注意sizeCtl!

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看到两次CAS了，是不得说说，诶！先不说，先看看get()，这个函数很常用，顺带看下，按住躁动的心，get()非常简单！

public V get(Object key) 
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
    // 求key所在的文职
    int h = spread(key.hashCode());
    // 是否已经初始化过了
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) 
        // 指定元素的hash如果和头节点的hash相同，就直接返回头节点的值
        if ((eh = e.hash) == h) 
            if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                return e.val;
        
    	// 如果头节点 hash小于0，则不是在扩容，就是红黑树
        else if (eh < 0)
            return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
        // 不是头，那就是链表，挨个遍历呗！
        while ((e = e.next) != null) 
            if (e.hash == h &&
                ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                return e.val;
        
    
    return null;

简单描述下：

1：通过key的hashcode求key的位置

2：判断是不是头节点，是就直接返回

3：如果头节点的hash小于0，不是在扩容，就是红黑树，通过find查找

4：最后就是链表了，遍历查找！

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终于说完了ConcurrentHashMap，那是不是逼逼一下CAS那，害，咱们就放到下次充电呗！

嗯…想到看官老爷们，连个赞都不留下， 只有默默的阅读量，哎，看官老爷来个赞把！，下次咱们说说CAS,保证通俗易懂哦！（主要是我还没掌握透彻，等掌握透彻再来哦！）

参考文章：Guide哥的Java学习