ConcurrentHashMap简单了解

news2025/2/12 19:58:45

早期ConcurrentHashMap:
通过分段锁Segment实现,将锁一段一段存储,默认会分配16个segment,当一个线程占用一把锁segment访问其中一段数据的时候,位于其它segment的数据也能被其它线程同时访问,每个segment分配子数组,将hashmap数组逻辑上拆分成多个子数组,每个子数组配置一把锁,线程在获取到某把分段锁的时候才能操作该子数组,其它线程想要操作该子数组时只能被阻塞。
在这里插入图片描述

ConcurrentHashMap比起Segment,锁拆的更细;
CAS + synchronized使锁更细化;
synchronized只锁当前树或者链表的首节点,这样哈希不冲突就不会产生并发;

  • 使用无锁操作CAS插入头节点,失败则循环重试
  • 如果头节点已经存在,则尝试获取头节点的同步锁,再进行操作
    对比HashMap,HashTable:
  • HashMap线程不安全,数组+链表+红黑树
  • HashTable线程安全,锁住整个对象,数组+链表,key和value都不能为null
  • ConcurrentHashMap线程安全,将锁细粒度化到table的每个元素来提示并发性能,CAS+同步锁,数组+链表+红黑树
    在这里插入图片描述
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
//key和value都不能为null
        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;
            //判断Node[]数组是否初始化,没有则进行初始化操作
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
                //通过hash定位数组的索引坐标,看看是否有Node节点,如果没有则使用CAS进行添加(链表的头节点),添加失败则进入下次循环,
            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
            }
            //检查到内部正在扩容就帮助它一块扩容
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else {
                V oldVal = null;
                //如果f不为null,就锁住f元素(链表/红黑二叉树的头元素)
                synchronized (f) {
                //如果是链表则则执行链表的添加操作
                    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) {
                        //如果是TreeNode则执行树添加操作
                            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;
    }

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