ConCurrentHashMap

put()方法:

    /** Implementation for put and putIfAbsent */
    final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
        // key与value都不可为null
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
        // 计算 key的hash值
        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) // 初始化数组
                tab = initTable();
            // 计算桶位置,若 桶内为null
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                 //  通过cas存入新元素
                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) // 表示该节点已被转移至新数组中
                // 协助扩容的转移工作
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else { // hash冲突的情况
                V oldVal = null; 
                synchronized (f) { // 持有桶内第一个元素的锁
                    // 若桶内存在该元素,重新给该节点的val赋值为 传入的value,并返回原val
                    // 若桶内不存在该 元素,根据传入参数新建节点并插入链表尾部
                    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) {  // 如果当前桶是TreeBin,则通过putTreeVal存放元素
                            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) {
                    // 检查桶内元素是否大于树化阈值,是则进行树化
                    // treeifyBin方法内还会检查数组大小是否达到阈值,即数组容量是否达到MIN_TREEIFY_CAPACITY
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }

        // addCount方法中会检查容量进行扩容
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }

get()方法:
    public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
        int h = spread(key.hashCode());
        // 根据hash定位到桶的位置
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
            // 如果桶内第一个节点的hash、key与传入的hash、key完全相同,则返回该节点的val
            if ((eh = e.hash) == h) {
                if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                    return e.val;
            }
            else if (eh < 0) // 如果正在扩容,通过FowardingNode的find方法查找节点
                return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
            // 遍历链表,查找hash、key完全相等的节点
            while ((e = e.next) != null) {
                if (e.hash == h &&
                    ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                    return e.val;
            }
        }
        return null;
    }

ConcurrentHashMap在JDK1.7与JDK8中的主要区别

  1. 同HashMap相同,底层的数据结构由数组+链表变为数组+链表+红黑树
  2. 实现线程安全的方式不同
    2.1. JDK1.7中,ConcurrentHashMap实现线程安全是通过分段锁来实现,即一个实例中包含一个Segment数组,一个Segment持有一组数据,put时需先持有Segment的 锁才 可以进行操作,即一个Segment保证1/CurrencyLevel的数据安全,给操作则不需要持有 锁
    2.2. JDK8中,不再使用Segment来保证线程安全,而是通过数组中每个链表自身来保证线程安全 。put操作时,若桶为空,则通过CAS修改数据,若桶不为空,则需要先持有链表头节点的锁。get操作时也不需要进行加锁,Node类内部的val及next两个属性都声明为volatile,所以get时是通过volatile来保证的数据可见性。
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