ConcurrentHashMap底层源码分析

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap在JDK1.8以后使用的是Node数组+链表+红黑树的结构来实现的，并发控制使用Synchronized和CAS来操作，所以整个过程看起来是安全的，但是实际上在写入过程中是用CAS执行操作，只是表征安全，实际上不安全，但是独占锁时安全；

// node数组最大容量：2^30

private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

// 默认初始值大小为16，必须是2的幂数

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;

//数组可能最大值，需要与toArray（）相关方法关联

static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

// 负载因子

private static final float LOAD_FACTOR = 0.75f;

// 链表转红黑树阀值，当链表长度超过8时链表转换为红黑树结构

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

// 2^15-1，help resize的最大线程数

private static final int MAX_RESIZERS = (1 << (32 - RESIZE_STAMP_BITS)) - 1;

// 32-16=16，sizeCtl中记录size大小的偏移量

private static final int RESIZE_STAMP_SHIFT = 32 - RESIZE_STAMP_BITS;

//存放node的数组

transient volatile Node<K,V>[] table;

//初始化容器的方法
private final Node<K,V>[] initTable() {Node<K,V>[] tab; int sc;

	//如果容器为空或者容器大小为空，则开始循环
	
    while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
    
        //如果目前需要扩容的大小是小于0的，则让出当前扩容线程的执行过程
		//因为必然有其他线程在尝试扩容
		
		if ((sc = sizeCtl) < 0)
            Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
            
		//如果sc>=0，则去执行一次CAS过程，将本对象中的SIZECTL值替换为-1	
		//原来的比较用的值是sc
		
        else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
            try {
            
			//如果tab是空，或者没有长度
			
                if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
                
				//刚才已经替换过sc了，这个时候的sc应该是-1
				
                    int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
                    
					//所以第一次初始化容量的时候，容量是16
					
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    
					//创建一个容量为16的数组
					
                    Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
                    table = tab = nt;
                    
					//重置sc为12
					
                    sc = n - (n >>> 2);
                }
            } finally {
            
				//重置CTL为12
				
                sizeCtl = sc;
            }
            break;
        }
    }
    return tab;
}

//put方法
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {

	//如果判断key或者value为空，那么直接抛出空指针异常
	
    if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
    int hash = spread(key.hashCode());
    
	//定义一个int型的值，用来记录对应链表的长度
	
    int binCount = 0;
    
	//遍历数组
	
    for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
        Node<K,V> f; int n, i, fh;
        
		//如果数组为空或者数组长度为零，则初始化
		
        if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
            tab = initTable();
            
		//如果数组当前的位置为空，则用CAS将这个新值放进去
		
        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
        }
        else if ((fh = f.hash) == MOVED)
            tab = helpTransfer(tab, f);
        else {
        
			//如果f是头结点
			
            V oldVal = null;
            
			//则给f上锁

            synchronized (f) {
                if (tabAt(tab, i) == f) {
                
					//判断如果头结点的hash大于等于零，则说明是链表
					
                    if (fh >= 0) {
                    
						//给链表长度 +1
						
                        binCount = 1;
                        
						//遍历链表
						
                        for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                            K ek;
                            
							//判断是否有相等的 key，继而判断是否要进行值覆盖
							
                            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;
                            
							//如果e.next为空，则到了链表的末端，将新值放到链表的末端
							
                            if ((e = e.next) == null) {
                                pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                          value, null);
                                break;
                            }
                        }
                    }
                    
					//判断如果是一个红黑树的结构，则将新值放到红黑树中
					
                    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;
                        }
                    }
                }
            }
            
			//判断链表长度是否等于零
			
            if (binCount != 0) {
            
				//如果链表长度大于8，则转为红黑树结构
				
                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                    treeifyBin(tab, i);
                if (oldVal != null)
                    return oldVal;
                break;
            }
        }
    }
    addCount(1L, binCount);
    return null;
}

本文地址：https://blog.csdn.net/Yyuxiansheng/article/details/110193563