ConcurrentMap原理详解

ConcurrentMap原理详解

jdk1.8

数据结构

• 数组+链表+红黑树

• Node<K,V>{}

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

如何线程安全

• 数组桶值设置和更新使用CAS算法

  • tabAt(Node<K,V>[] tab, int i)
  • casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i, Node<K,V> c, Node<K,V> v)
  • setTabAt(Node<K,V>[] tab, int i, Node<K,V> v)

• 针对链表和树更新使用Synchronize

设置putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent)

• 1、数组为空，先初始化

• 2、tabAt获取桶位置元素，如果为空，则casTabAt()，期望值为null，新值为新节点

• 3、桶位置如果存在数据，说明hash冲突了，如果当前节点hash为MOVED说明在扩容，则当前线程辅助扩容

• 4、如果hash值>=0,说明是链表结构

  • 4.1循环覆盖链表所有key一样节点
  • 4.2循环至链表尾结点时（next为null）则追加到尾结点

• 5、如果当前节点对象属于TreeBin类型，则为红黑树

  • 设置树节点

• 6、如果链表节点数量大于等于8时，则链表转红黑树

• 7、检查桶节点数量是否大于阈值，否则进行扩容

获取get(不加锁)

• 1、计算hash，tabAt获取桶位置是否为null

  • 如果桶节点key和查询key一样则返回节点对应val
  • 如果hash<0则为树节点，从树中找到key一样的值
  • 反之从链表循环判断至key一样时返回

扩容transfer（并发）

• 扩容时机

  • put完成后检验当前桶数量是否大于阈值
  • put时新增节点时，如果节点数量大于8时转树，调用tryPresize方法，如果当前桶数量小于64时会扩容两倍，但此时不会转为树结构
  • 扩容状态下 针对增删改时，如果操作节点是 ForwardingNode节点时会调用helpTransfer 辅助扩容

• transfer

  • 1、单线程新建一个两倍大小的节点数组

FAQ

• 如何保证线程安全

  • unsafe cas主要负责并发修改桶位置的数据
  • synchronize保证链表或者红黑树节点更新

• 与1.7的区别

  • 8没有使用分段锁，而是使用锁力度更细的桶锁
  • 支持多线程同时扩容，如果当前hash值为-1时，说明正在扩容，当前线程会加入帮助扩容，1.7也支持多线程扩容，因为每个分段相当于一个线程扩容，但是性能没有1.8高，因为1.8任意一个线程都会帮助扩容
  • size计算不同，jdk8使用countercell帮助计数，1.7是每个分段内部维护一个size，然后遍历每个分段加锁进行统计

jdk1.7

分段数组+链表

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来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/4323284/blog/4926498