并发编程之-ConcurrentHashMap(JDK-1-8)-putVal-源码分析
我们之前分析了Hash的源码,主要是 put 方法。同时,我们知道,HashMap 在并发的时候是不安全的,为什么呢?因为当多个线程对 Map 进行扩容会导致链表成环。不单单是这个问题,当多个线程相同一个槽中插入数据,也是不安全的。而在这之后,我们学习了并发编程,而并发编程中有一个重要的东西,就是JDK 自带的并发容器,提供了线程安全的特性且比同步容器性能好出很多。一个典型的代表就是 ConcurrentHashMap,对,又是 HashMap ,但是这个 Map 是线程安全的,那么同样的,我们今天就看看该类的 put 方法是如何实现线程安全的。
源码加注释分析 putVal 方法
1 | /** Implementation for put and putIfAbsent */ |
楼主在代码中写了很多注释,但是还是说一下步骤(该方法和HashMap 的高度相似,但是多了很多同步操作)。
- 校验key value 值,都不能是null。这点和 HashMap 不同。
- 得到 key 的 hash 值。
- 死循环并更新 tab 变量的值。
- 如果容器没有初始化,则初始化。调用 initTable 方法。该方法通过一个变量 + CAS 来控制并发。稍后我们分析源码。
- 根据 hash 值找到数组下标,如果对应的位置为空,就创建一个 Node 对象用CAS方式添加到容器。并跳出循环。
- 如果 hash 冲突,也就是对应的位置不为 null,则判断该槽是否被扩容了(-1 表示被扩容了),如果被扩容了,返回新的数组。
- 如果 hash 冲突 且 hash 值不是 -1,表示没有被扩容。则进行链表操作或者红黑树操作,注意,这里的 f 头节点被锁住了,保证了同时只有一个线程修改链表。防止出现链表成环。
- 和 HashMap 一样,如果链表树超过8,则修改链表为红黑树。
- 将数组加1(CAS方式),如果需要扩容,则调用 transfer 方法(非常复杂,以后再详解)进行移动和重新散列,该方法中,如果是槽中只有单个节点,则使用CAS直接插入,如果不是,则使用 synchronized 进行同步,防止并发成环。
这里说一说 initTable 方法:
1 | /** |
该方法为了在并发环境下的安全,加入了一个 sizeCtl 变量来进行判断,只有当一个线程通过CAS修改该变量成功后(默认为0,改成 -1),该线程才能初始化数组。保证了初始化数组时的安全性。
总结
ConcurrentHashMap 是并发大师 Doug Lea 的杰作,可以说鬼斧神工,总的来说,使用了 CAS 加 synchronized 来保证了 put 操作并发时的危险(特别是链表),相比 同步容器 hashTable 来说,如果容器大小是16,并发的性能是他的16倍,注意,读的时候是没有锁的,完全并发,而 HashTable 在 get 方法上直接加上了 synchronized 关键字,性能差距不言而喻。
当然,楼主这篇文章可能之写到了 ConcurrentHashMap 的皮毛,关于如何扩容,楼主没有详细介绍,而楼主在阅读源码的收获也很多,发现了很多有趣的东西,比如 ThreadLocalRandom 类在 addCount 方法中的应用,大家可以看看该类,非常的实用。
注意:这篇文章仅仅是 ConcurrentHashMap 的开头,关于 ConcurrentHashMap 里面的精华太多,值得我们好好学习。
good luck !!!!!
并发编程之-ConcurrentHashMap(JDK-1-8)-putVal-源码分析
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