「每日一题」请概述 ConcurrentHashMap
lipiwang 2024-11-06 19:40 5 浏览 0 评论
ConcurrentHashMap 是线程安全的 Map，在 1.7 和 1.8 中实现有所不同。
JDK 1.7 中，采用分段锁的机制，实现并发的更新操作，底层采用数组+链表的存储结构，
包括两个核心静态内部类 Segment 和 HashEntry。
①、Segment 继承 ReentrantLock（重入锁） 用来充当锁的角色，每个 Segment 对象
守护每个散列映射表的若干个桶；
②、HashEntry 用来封装映射表的键-值对；
③、每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表。
JDK 1.8 中，采用 Node + CAS + Synchronized 来保证并发安全。取消类 Segment，直接
用 table 数组存储键值对；当 HashEntry 对象组成的链表长度超过 TREEIFY_THRESHOLD 时，
链表转换为红黑树，提升性能。底层变更为数组 + 链表 + 红黑树。
在 1.8 里
①、重要的常量：
private transient volatile int sizeCtl;
当为负数时，-1 表示正在初始化，-N 表示 N - 1 个线程正在进行扩容；
当为 0 时，表示 table 还没有初始化；
当为其他正数时，表示初始化或者下一次进行扩容的大小。
②、数据结构：
Node 是存储结构的基本单元，实现了 Map 中的 Entry 接口，用于存储数据；
TreeNode 继承 Node，但是数据结构换成了二叉树结构，是红黑树的存储结构，用于
红黑树中存储数据；
TreeBin 是封装 TreeNode 的容器，提供转换红黑树的一些条件和锁的控制。
③、存储对象时（put() 方法）：
1.如果没有初始化，就调用 initTable() 方法来进行初始化；
2.如果没有 hash 冲突就直接 CAS 无锁插入；
3.如果需要扩容，就先进行扩容；
4.如果存在 hash 冲突，就加锁来保证线程安全，两种情况：一种是链表形式就直接遍
历到尾端插入，一种是红黑树就按照红黑树结构插入；
5.如果该链表的数量大于阀值 8，就要先转换成红黑树的结构
6.如果添加成功就调用 addCount() 方法统计 size，并且检查是否需要扩容。
④、扩容方法 transfer()：默认容量为 16，扩容时，容量变为原来的两倍。
helpTransfer()：调用多个工作线程一起帮助进行扩容，这样的效率就会更高。
⑤、获取对象时（get()方法）：
1.计算 hash 值，定位到该 table 索引位置，如果是首结点符合就返回；
2.如果遇到扩容时，会调用标记正在扩容结点 ForwardingNode.find()方法，查找该结点，
匹配就返回；
3.以上都不符合的话，就往下遍历结点，匹配就返回，否则最后就返回 null
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