JDK 1.8 ConcurrentHashMap 源码剖析

finalclassForwardingNode<K,V>extendsNode<K,V>{
finalNode<K,V>[]nextTable;
ForwardingNode(Node<K,V>[]tab){
super(MOVED,null,null,null);
this.nextTable=tab;
}
}

实例初始化

ConcurrentHashMap<String,String>hashMap=newConcurrentHashMap<>(100);
privatestaticfinalinttableSizeFor(intc){
intn=c-1;
n|=n>>>1;
n|=n>>>2;
n|=n>>>4;
n|=n>>>8;
n|=n>>>16;
return(n<0)?1:(n>=MAXIMUM_CAPACITY)?MAXIMUM_CAPACITY:n+1;
}

table初始化

privatefinalNode<K,V>[]initTable(){
Node<K,V>[]tab;intsc;
while((tab=table)==null||tab.length==0){
//如果一个线程发现sizeCtl<0，意味着另外的线程执行CAS操作成功，当前线程只需要让出cpu时间片
if((sc=sizeCtl)<0)
Thread.yield();//lostinitializationrace;justspin
elseif(U.compareAndSwapInt(this,SIZECTL,sc,-1)){
try{
if((tab=table)==null||tab.length==0){
intn=(sc>0)?sc:DEFAULT_CAPACITY;
@SuppressWarnings("unchecked")
Node<K,V>[]nt=(Node<K,V>[])newNode<?,?>
;
table=tab=nt;
sc=n-(n>>>2);
}
}finally{
sizeCtl=sc;
}
break;
}
}
returntab;
}

finalVputVal(Kkey,Vvalue,booleanonlyIfAbsent){
if(key==null||value==null)thrownewNullPointerException();
inthash=spread(key.hashCode());
intbinCount=0;
for(Node<K,V>[]tab=table;;){
Node<K,V>f;intn,i,fh;
if(tab==null||(n=tab.length)==0)
tab=initTable();
elseif((f=tabAt(tab,i=(n-1)&hash))==null){
if(casTabAt(tab,i,null,newNode<K,V>(hash,key,value,null)))
break;//nolockwhenaddingtoemptybin
}
elseif((fh=f.hash)==MOVED)
tab=helpTransfer(tab,f);
...省略部分代码
}
addCount(1L,binCount);
returnnull;
}

staticfinalintspread(inth){return(h^(h>>>16))&HASH_BITS;}

intindex=(n-1)&hash

synchronized(f){
if(tabAt(tab,i)==f){
if(fh>=0){
binCount=1;
for(Node<K,V>e=f;;++binCount){
Kek;
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=newNode<K,V>(hash,key,
value,null);
break;
}
}
}
elseif(finstanceofTreeBin){
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;
}
}
}
}

table扩容

privatefinalvoidaddCount(longx,intcheck){
...省略部分代码
if(check>=0){
Node<K,V>[]tab,nt;intn,sc;
while(s>=(long)(sc=sizeCtl)&&(tab=table)!=null&&
(n=tab.length)<MAXIMUM_CAPACITY){
intrs=resizeStamp(n);
if(sc<0){
if((sc>>>RESIZE_STAMP_SHIFT)!=rs||sc==rs+1||
sc==rs+MAX_RESIZERS||(nt=nextTable)==null||
transferIndex<=0)
break;
if(U.compareAndSwapInt(this,SIZECTL,sc,sc+1))
transfer(tab,nt);
}
elseif(U.compareAndSwapInt(this,SIZECTL,sc,
(rs<<RESIZE_STAMP_SHIFT)+2))
transfer(tab,null);
s=sumCount();
}
}
}

红黑树构造

if(binCount!=0){
if(binCount>=TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab,i);
if(oldVal!=null)
returnoldVal;
break;
}

privatefinalvoidtreeifyBin(Node<K,V>[]tab,intindex){
Node<K,V>b;intn,sc;
if(tab!=null){
if((n=tab.length)<MIN_TREEIFY_CAPACITY)
tryPresize(n<<1);
elseif((b=tabAt(tab,index))!=null&&b.hash>=0){
synchronized(b){
if(tabAt(tab,index)==b){
TreeNode<K,V>hd=null,tl=null;
for(Node<K,V>e=b;e!=null;e=e.next){
TreeNode<K,V>p=
newTreeNode<K,V>(e.hash,e.key,e.val,
null,null);
if((p.prev=tl)==null)
hd=p;
else
tl.next=p;
tl=p;
}
setTabAt(tab,index,newTreeBin<K,V>(hd));
}
}
}
}
}

TreeBin(TreeNode<K,V>b){
super(TREEBIN,null,null,null);
this.first=b;
TreeNode<K,V>r=null;
for(TreeNode<K,V>x=b,next;x!=null;x=next){
next=(TreeNode<K,V>)x.next;
x.left=x.right=null;
if(r==null){
x.parent=null;
x.red=false;
r=x;
}
else{
Kk=x.key;
inth=x.hash;
Class<?>kc=null;
for(TreeNode<K,V>p=r;;){
intdir,ph;
Kpk=p.key;
if((ph=p.hash)>h)
dir=-1;
elseif(ph<h)
dir=1;
elseif((kc==null&&
(kc=comparableClassFor(k))==null)||
(dir=compareComparables(kc,k,pk))==0)
dir=tieBreakOrder(k,pk);
TreeNode<K,V>xp=p;
if((p=(dir<=0)?p.left:p.right)==null){
x.parent=xp;
if(dir<=0)
xp.left=x;
else
xp.right=x;
r=balanceInsertion(r,x);
break;
}
}
}
}
this.root=r;
assertcheckInvariants(root);
}

get操作

publicVget(Objectkey){
Node<K,V>[]tab;Node<K,V>e,p;intn,eh;Kek;
inth=spread(key.hashCode());
if((tab=table)!=null&&(n=tab.length)>0&&
(e=tabAt(tab,(n-1)&h))!=null){
if((eh=e.hash)==h){
if((ek=e.key)==key||(ek!=null&&key.equals(ek)))
returne.val;
}
elseif(eh<0)
return(p=e.find(h,key))!=null?p.val:null;
while((e=e.next)!=null){
if(e.hash==h&&
((ek=e.key)==key||(ek!=null&&key.equals(ek))))
returne.val;
}
}
returnnull;
}

总结

privatestaticfinalintMAXIMUM_CAPACITY=1<<30;//2的30次方=1073741824

privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=16;

staticfinalintMAX_ARRAY_SIZE=Integer.MAX_VALUE-8;//MAX_VALUE=2^31-1=2147483647

privatestaticfinalintDEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL=16;

privatestaticfinalfloatLOAD_FACTOR=0.75f;

staticfinalintTREEIFY_THRESHOLD=8;//链表转树阀值，大于8时

staticfinalintUNTREEIFY_THRESHOLD=6;//树转链表阀值，小于等于6（tranfer时，lc、hc=0两个计数器分别++记录原bin、新binTreeNode数量，<=UNTREEIFY_THRESHOLD则untreeify(lo)）。【仅在扩容tranfer时才可能树转链表】

staticfinalintMIN_TREEIFY_CAPACITY=64;

privatestaticfinalintMIN_TRANSFER_STRIDE=16;

privatestaticintRESIZE_STAMP_BITS=16;

privatestaticfinalintMAX_RESIZERS=(1<<(32-RESIZE_STAMP_BITS))-1;//2^15-1，helpresize的最大线程数

privatestaticfinalintRESIZE_STAMP_SHIFT=32-RESIZE_STAMP_BITS;//32-16=16，sizeCtl中记录size大小的偏移量

staticfinalintMOVED=-1;//hashforforwardingnodes（forwardingnodes的hash值）、标示位

staticfinalintTREEBIN=-2;//hashforrootsoftrees（树根节点的hash值）

staticfinalintRESERVED=-3;//hashfortransientreservations（ReservationNode的hash值）

staticfinalintHASH_BITS=0x7fffffff;//usablebitsofnormalnodehash

staticfinalintNCPU=Runtime.getRuntime().availableProcessors();//可用处理器数量

/**

*Tableinitializationandresizingcontrol.Whennegative,the

*tableisbeinginitializedorresized:-1forinitialization,

*else-(1+thenumberofactiveresizingthreads).Otherwise,

*whentableisnull,holdstheinitialtablesizetouseupon

*creation,or0fordefault.Afterinitialization,holdsthe

*nextelementcountvalueuponwhichtoresizethetable.

*/

privatetransientvolatileintsizeCtl;

sizeCtl是控制标识符，不同的值表示不同的意义。

负数代表正在进行初始化或扩容操作
-1代表正在初始化
-N表示有N-1个线程正在进行扩容操作
正数或0代表hash表还没有被初始化，这个数值表示初始化或下一次进行扩容的大小，类似于扩容阈值。它的值始终是当前ConcurrentHashMap容量的0.75倍，这与loadfactor是对应的。实际容量>=sizeCtl，则扩容。

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ArrayList源码分析（jdk1.8）：http://blog.csdn.net/u010887744/article/details/49496093HashMap源码分析（jdk1.8）：http://write.blog.csdn.net/postedit/50346257ConcurrentHashMap源码分析--Java8：http://blog.csdn.net/u010887744/article/details/50637030ThreadLocal源码分析（JDK8）：http://blog.csdn.net/u010887744/article/details/54730556
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在线查阅JDK源码：JDK8：https://github.com/zxiaofan/JDK1.8-SrcJDK7：https://github.com/zxiaofan/JDK_Src_1.7
史上最全Java集合关系图：http://blog.csdn.net/u010887744/article/details/50575735