能具体说一下ConcurrentHashmap的实现吗?

能具体说一下ConcurrentHashmap的实现吗?
ConcurrentHashmap线程安全在jdk1.7版本是基于分段锁
实现,在jdk1.8是基于CAS+synchronized
实现。
1.7分段锁
从结构上说,1.7版本的ConcurrentHashMap采用分段锁机制,里面包含一个Segment数组,Segment继承于ReentrantLock,Segment则包含HashEntry的数组,HashEntry本身就是一个链表的结构,具有保存key、value的能力能指向下一个节点的指针。
实际上就是相当于每个Segment都是一个HashMap,默认的Segment长度是16,也就是支持16个线程的并发写,Segment之间相互不会受到影响。
put流程
整个流程和HashMap非常类似,只不过是先定位到具体的Segment,然后通过ReentrantLock去操作而已,后面的流程,就和HashMap基本上是一样的。
- 计算hash,定位到segment,segment如果是空就先初始化
- 使用ReentrantLock加锁,如果获取锁失败则尝试自旋,自旋超过次数就阻塞获取,保证一定获取锁成功
- 遍历HashEntry,就是和HashMap一样,数组中key和hash一样就直接替换,不存在就再插入链表,链表同样操作
get流程
get也很简单,key通过hash定位到segment,再遍历链表定位到具体的元素上,需要注意的是value是volatile的,所以get是不需要加锁的。
1.8 CAS+synchronized
jdk1.8实现线程安全不是在数据结构上下功夫,它的数据结构和HashMap是一样的,数组+链表+红黑树。它实现线程安全的关键点在于put流程。
put流程
- 首先计算hash,遍历node数组,如果node是空的话,就通过CAS+自旋的方式初始化
tab = initTable();
node数组初始化:
private final Node<K,V>[] initTable() {
Node<K,V>[] tab; int sc;
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
//如果正在初始化或者扩容
if ((sc = sizeCtl) < 0)
//等待
Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) { //CAS操作
try {
if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
@SuppressWarnings("unchecked")
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
table = tab = nt;
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
sizeCtl = sc;
}
break;
}
}
return tab;
}
2.如果当前数组位置是空则直接通过CAS自旋写入数据
static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
}
- 如果hash==MOVED,说明需要扩容,执行扩容
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
final Node<K,V>[] helpTransfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V> f) {
Node<K,V>[] nextTab; int sc;
if (tab != null && (f instanceof ForwardingNode) &&
(nextTab = ((ForwardingNode<K,V>)f).nextTable) != null) {
int rs = resizeStamp(tab.length);
while (nextTab == nextTable && table == tab &&
(sc = sizeCtl) < 0) {
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
break;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) {
transfer(tab, nextTab);
break;
}
}
return nextTab;
}
return table;
}
- 如果都不满足,就使用synchronized写入数据,写入数据同样判断链表、红黑树,链表写入和HashMap的方式一样,key hash一样就覆盖,反之就尾插法,链表长度超过8就转换成红黑树
synchronized (f){
……
}
get查询
get很简单,和HashMap基本相同,通过key计算位置,table该位置key相同就返回,如果是红黑树按照红黑树获取,否则就遍历链表获取。