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相较于 java7 中的 ConcurrentHashMap，java8 的实现有了较大的改变。不同于 java7 中采纳 segment+HashEntry 数组 + 链表 构造，其采纳了 Node+ 链表 + 红黑树 构造。并应用了 Synchronized+CAS 来管制并发
put 办法
public V put(K key, V value) {return putVal(key, value, false);
}
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
int hash = spread(key.hashCode());
// 记录链表长度
int binCount = 0;
// 进行自旋
for (Node<K,V>[] tab = table; ; ) {
// 留神这些变量所代表的含意
Node<K,V> f; int n, i, fh; K fk; V fv;
// 数组为空的状况下，进行初始化
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
// 初始化数组
tab = initTable();
// 找到 hash 值对应下标的的第一个节点
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
// 应用 CAS，尝试将 node 放入。如果数组该地位是空的，那么第一次就会胜利。放入后 break 即可
// 如果 CAS 失败，则阐明有并发。持续循环进行下次操作
if (casTabAt(tab, i, null, new Node<K,V>(hash, key, value)))
break; // no lock when adding to empty bin
}
// 这个节点正处于扩容状态
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
// 如果 onlyIfAbsent 为 true，判断以后存在的节点和 put 的值是否雷同并返回
else if (onlyIfAbsent // check first node without acquiring lock
&& fh == hash
&& ((fk = f.key) == key || (fk != null && key.equals(fk)))
&& (fv = f.val) != null)
return fv;
else {
// 此时 f 为头节点并且不为空
V oldVal = null;
// 获取监视器锁
synchronized (f) {if (tabAt(tab, i) == f) {
// fh>=0，阐明是链表
if (fh >= 0) {
// binCount 用来记录链表长度
binCount = 1;
// 遍历链表
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
// 如果找到了对应的 key，通过 onlyIfAbsent 判断是否进行 valuie 笼罩
// 之后就可 break 了
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;
// 没找到对应的 key，就将新的 node 置于链表尾部
if ((e = e.next) == null) {pred.next = new Node<K,V>(hash, key, value);
break;
}
}
}
// 红黑树
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
binCount = 2;
// 应用红黑树的 putTreeVal 办法
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
// ReservationNode 是外部办法应用的节点，可疏忽
else if (f instanceof ReservationNode)
throw new IllegalStateException("Recursive update");
}
}
if (binCount != 0) {
// 判断是否将链表转换为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
// 此办法不肯定会进行红黑树的转换
// 如果数组长度大于 64，会抉择进行数组扩容。treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}
初始化数组 initTable()
private final Node<K,V>[] initTable() {Node<K,V>[] tab; int sc;
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {if ((sc = sizeCtl) < 0)
// 到此阐明有其余线程也在尝试初始化
Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
// CAS 将 sizeCtl 设为 -1，示意抢到了锁
else if (U.compareAndSetInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
try {if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// 默认初始容量为 16
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
@SuppressWarnings("unchecked")
// 初始化数组
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
table = tab = nt;
// 如果 n 为 16，则 sc = 0.75 * n
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
// 设置 sizeCtl
sizeCtl = sc;
}
break;
}
}
return tab;
}
链表转红黑树 treeifyBin
private final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int index) {
Node<K,V> b; int n;
if (tab != null) {
// 如果数组长度小于 64。会进行数组扩容
// 因为数组的长度都是 2 的幂数，所以可能会是 32、16、8... 等
if ((n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
tryPresize(n << 1);
// 上面代码是链表转红黑树
else if ((b = tabAt(tab, index)) != null && b.hash >= 0) {synchronized (b) {if (tabAt(tab, index) == b) {
TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
for (Node<K,V> e = b; e != null; e = e.next) {
TreeNode<K,V> p =
new TreeNode<K,V>(e.hash, e.key, e.val,
null, null);
if ((p.prev = tl) == null)
hd = p;
else
tl.next = p;
tl = p;
}
setTabAt(tab, index, new TreeBin<K,V>(hd));
}
}
}
}
}扩容
private final void tryPresize(int size) {
// 这个 size 曾经是原先的两倍了
// 判断 size 是否超过最大容量。若不超过则 c 为 size 的 1.5 倍，再加 1，再往上取最近的 2 的 n 次方。int c = (size >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ? MAXIMUM_CAPACITY :
tableSizeFor(size + (size >>> 1) + 1);
int sc;
while ((sc = sizeCtl) >= 0) {Node<K,V>[] tab = table; int n;
if (tab == null || (n = tab.length) == 0) {
// 上面代码和初始化代码相似
n = (sc > c) ? sc : c;
if (U.compareAndSetInt(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 {sizeCtl = sc;}
}
}
//
else if (c <= sc || n >= MAXIMUM_CAPACITY)
break;
else if (tab == table) {int rs = resizeStamp(n);
// CAS 操作将 sizeCtl 设置为 (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2)
if (U.compareAndSetInt(this, SIZECTL, sc,
(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
transfer(tab, null);
}
}
}transfer 办法可能会多线程调用，
private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
// stride 可了解为“步长”，其在单核下间接等于 n，即原数组长度
// 在多核下，为 n>>>3/NCPU, 最小值为 16
// 心愿让每个 CPU 都尽可能解决的桶数一样多，如果桶很少，就默认一个线程解决 16 个桶
int n = tab.length, stride;
if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
// 如果 nextTab 为 null，会先进行一次初始化。// 可保障第一次个发动数据迁徙的线程调用此办法时，nextTab 为 null（具体可看可看此办法的调用处）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 和 transferIndex 都是 concurrentmap 中的属性
nextTable = nextTab;
transferIndex = n;
}
int nextn = nextTab.length;
// ForwardingNode——正在迁徙中的 node，这个 node 的 hash 值是 MOVED
// 当其余线程发现此 node 时，会跳过。起到占位作用
ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
// advance 为 true，则阐明须要进行下个地位的迁徙
boolean advance = true;
// 实现状态
boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab
// i 是地位索引下标
// bound 是以后线程能够解决的区间的最小边界
for (int i = 0, bound = 0;;) {
Node<K,V> f; int fh;
// 管制 i 的递加(从后向前)
while (advance) {
int nextIndex, nextBound;
// 如果 i -->=bound，或者实现状态为 true，阐明迁徙工作曾经实现。会将 advance 批改为 false
// 第一次进入循环，个别会进入上面分支代码(i-- 无奈通过)。if (--i >= bound || finishing)
advance = false;
// 当线程进入会选取最新的转移下标
// 如果 transferIndex <=0，意味着没有区间了，扩容可完结。else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) {
i = -1;
advance = false;
}
// CAS 批改 transferIndex(length- 区间值)。else if (U.compareAndSetInt
(this, TRANSFERINDEX, nextIndex,
nextBound = (nextIndex > stride ?
nextIndex - stride : 0))) {
// 获取以后线程可进来区间的最小下标
bound = nextBound;
// i 是以后线程能够解决的以后区间的最大下标
i = nextIndex - 1;
advance = false;
}
}
// 对 i 的状态进行判断？if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) {
int sc;
if (finishing) {
// 实现扩容的状况下，对相干属性进行更新
nextTable = null;
table = nextTab;
sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1);
return;
}
// CAS 操作将 sizeCtl-1
// sizeCtl 在迁徙前会设置为 (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2。而后，每有一个线程参加迁徙就会将 sizeCtl 加 1
// 这里去 -1，代表线程实现了属于本人的工作
if (U.compareAndSetInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) {
// 工作实现，可 return
if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT)
return;
// 阐明 (sc - 2) == resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT，即所有的迁徙工作已实现
finishing = advance = true;
i = n; // recheck before commit
}
}
// 原数组下标 i 处节点若为空，则放入 ForwardingNode(占位)
else if ((f = tabAt(tab, i)) == null)
advance = casTabAt(tab, i, null, fwd);
// 阐明被其余线程占位了。持续下一个地位
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
advance = true; // already processed
else {
// 到此处阐明，以后下标有理论值，并且未被占位解决。// 对其加锁，筹备进行迁徙
synchronized (f) {if (tabAt(tab, i) == f) {
// 将链表一分为二，并找到原链表中的 lastRun，而后 lastRun 和其之后的节点进行迁徙
// lastRun 之前的节点进行克隆后，分到两个链表中
Node<K,V> ln, hn;
// 头结点 hash>0，是链表，否则是红黑树
if (fh >= 0) {
// 对原数组长度进行与运算
int runBit = fh & n;
//
Node<K,V> lastRun = f;
// 遍历
for (Node<K,V> p = f.next; p != null; p = p.next) {
// 与 计算
int b = p.hash & n;
// 以后节点的计算结果和头节点不同
if (b != runBit) {
runBit = b;
lastRun = p;
}
}
// 设置低位节点
if (runBit == 0) {
ln = lastRun;
hn = null;
}
// 设置高位节点
else {
hn = lastRun;
ln = null;
}
// 循环生成两个链表
for (Node<K,V> p = f; p != lastRun; p = p.next) {
int ph = p.hash; K pk = p.key; V pv = p.val;
if ((ph & n) == 0)
ln = new Node<K,V>(ph, pk, pv, ln);
else
hn = new Node<K,V>(ph, pk, pv, hn);
}
// 低位链表放在新数组下标 i 处
setTabAt(nextTab, i, ln);
// 高位链表放在新数组下标 i + n 处
setTabAt(nextTab, i + n, hn);
// 原数组下标 i 处进行占位，示意处理完毕
setTabAt(tab, i, fwd);
advance = true;
}
else if (f instanceof TreeBin) {
// 树的解决... 略过
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;
}
}
}
}
}
}
正文完
