源码分析--ConcurrentHashMap与HashTable（JDK1.8）

　　concurrenthashmap和hashtable都是线程安全的k-v型容器。本篇从源码入手，简要说明它们两者的实现原理和区别。

 

　　与hashmap类似，concurrenthashmap底层也是以数组+链表+红黑树实现的，以node节点封装k-v和hash。

static class node<k,v> implements map.entry<k,v> {
        final int hash;
        final k key;
        volatile v val;
        volatile node<k,v> next;
｝

　　val和next以volatile关键字进行修饰，保证内存可见性。

看一下它的put()方法：

final v putval(k key, v value, boolean onlyifabsent) {
        if (key == null || value == null) throw new nullpointerexception();
        int hash = spread(key.hashcode());
        int bincount = 0;
        for (node<k,v>[] tab = table;;) {
            node<k,v> f; int n, i, fh;
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = inittable();
            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 {
                v oldval = null;
                synchronized (f) {
                    if (tabat(tab, i) == f) {
                        if (fh >= 0) {
                            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) {
                            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) {
                    if (bincount >= treeify_threshold)
                        treeifybin(tab, i);
                    if (oldval != null)
                        return oldval;
                    break;
                }
            }
        }
        addcount(1l, bincount);
        return null;
    }

• 与hashmap不同，不允许空键值
• 计算hashcode
• 判断是否初始化
• 如果当前位置为空，利用cas算法，放置节点
• 如果当前hashcode == moved，进行扩容
• 利用synchronized锁，进行链表或者红黑树的节点放置
• 链表数量大于8，转为红黑树

concurrenthashmap的get()方法没有使用同步锁机制。

jdk1.8以后，concurrenthashmap的线程安全都是利用cas + synchronized来实现的。效率较高。

 

对于hashtable，它底层为数组+链表结构，也不允许空键值。以entry封装k-v和hash。

主要get()和put()方法：

public synchronized v get(object key) {
        entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashcode();
        int index = (hash & 0x7fffffff) % tab.length;
        for (entry<?,?> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
            if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
                return (v)e.value;
            }
        }
        return null;
    }

public synchronized v put(k key, v value) {
        // make sure the value is not null
        if (value == null) {
            throw new nullpointerexception();
        }

        // makes sure the key is not already in the hashtable.
        entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashcode();
        int index = (hash & 0x7fffffff) % tab.length;
        @suppresswarnings("unchecked")
        entry<k,v> entry = (entry<k,v>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                v old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addentry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

　　hashtable不仅因为没有红黑树，对于数据遍历的效率就比较低，而且在get()方法都加了synchronized关键字，而且get()和put()方法都是直接加在方法上。这样一来效率就比concurrenthashmap低得多了。所以，如果要在并发情况下使用k-v容器，使用concurrenthashmap更好。