JUC-ConcurrentHashMap学习记录

HashMap内部实现

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    ++modCount;
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

HashMap中，put方法分析HashMap如果工作的。

其中有两种结构体，

Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
    this.hash = hash;
    this.key = key;
    this.value = value;
    this.next = next;
}

TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {
    super(hash, key, val, next);
}

链表中有两种节点：普通的节点Node，红黑树的头节点TreeNode

put过程：

如果Map没有初始化，则resize()
如果hash值计算的位置为空，则new 一个新的Node插入到尾端
（发生了hash冲突，准备解决冲突）
1. 如果是key值重复，则进行替换
  1. 如果冲突节点已经是TreeNode，按红黑树的方式进行节点插入（也可能Key重复，但是这里不管了）
  2. （冲突的是一个普通Node）
  - 使用顺序的再散列，向后查找到为空的位置进行插入
  - 向后散列的时候检查key是否已经重复
  - 再散列的时候进行计数，最后插入时如果计数器大于8（再散列了7次，hash冲突为8），将表进行红黑树的转换。

ConcurrentHashMap 实现解析

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;
}

实现了并发的线程安全，所以每一步都考虑有多个线程同时操作的情况

实现逻辑

要点：

代码主体是一个不退出的循环（确保节点能最终有位置插入）

如果Map还没有初始化，初始化（如果多个线程同时进入这个条件：初始化操作是CAS保证线程安全）initTable()
如果Hash得到的地址值为空，CAS进行尝试插入，成功就退出循环，失败就进行下一次循环（显然下一次就不为空了）
```
casTabAt(tab, i, null,
             new Node<K,V>(hash, key, value, null))
```
如果要插入的节点在进行迁移（链表向红黑树转换？），则帮助进行迁移（CAS保证安全）
```
tab = helpTransfer(tab, f);
```

（以上情况都不是，表示发生了Hash冲突）

   1. （以下方法在同步块中```synchronized (f)```）,且是以**操作的节点**进行加锁。
   2. 如果是普通Node
      - key值重复进行覆盖
      - 顺序再散列解决冲突，找到为空的位置插入
      - 和HashMap一样，记录冲突个数（用于判断是否转为红黑树）
3. 如果是TreeBin（和HasHMap中TreeNode一个概念）
   - 则按照红黑树的方式插入

最后判断冲突个数，如需要进行红黑树的转换treeifyBin(tab, i)
- 如果表中节点数量过少，则执行扩容
- 否则转为红黑树，（使用了syn同步）