Java源码之ConcurrentHashMap

来源：互联网发布：gson解析复杂的json 编辑：程序博客网时间：2024/04/28 16:45

⑴背景

ConcurrentHashMap是线程安全高效的HashMap。而HashMap在多线程情况下强行使用HashMap的put方法可能会导致程序死循环，使CPU使用率达到100%。（http://firezhfox.iteye.com/blog/2241043），而使用HashTable效率不高，于是就出现了ConcurrentHashMap。

⑵HashTable与ConcurrentHashMap的区别

①HashTable容器使用synchronized来保证线程安全，但HashTable在线程竞争激烈情况下HashTable的效率非常低。因为当一个线程访问HashTable的同步方法，其他线程也访问HashTable的同步方法时，会进入轮询或者阻塞状态。

②ConcurrentHashMap并发访问效率高得益于锁分段技术，HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因是所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁。而如果容器中有多把锁，每把锁都分别用于某一部分数据，那么当多线程访问容器中不同数据段数据时，线程间就不会存在锁定竞争，从而可以提高并发访问效率，ConcurrentHashMap的锁分段技术就是这个原理。将数据分成一段一段地储存，然后每段数据配一把锁，当某一线访问其中一个数据段时，其他段的数据也能够被其他线程访问。

ConcurrentHashMap类图

ConcurrentHashMap结构图（锁分段）

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEnrty数组结构组成。Segment是可重入锁，HashEntry用于存储键值对，HashEntry结构与HashMap中，类似就不重复说明了。

⑶源码解析

 1 /** 2      * Returns the value to which the specified key is mapped, 3      * or {@code null} if this map contains no mapping for the key. 4      * 5      * <p>More formally, if this map contains a mapping from a key 6      * {@code k} to a value {@code v} such that {@code key.equals(k)}, 7      * then this method returns {@code v}; otherwise it returns 8      * {@code null}.  (There can be at most one such mapping.) 9      *10      * @throws NullPointerException if the specified key is null11      */12     public V get(Object key) {13         Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;14         int h = spread(key.hashCode());15         if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&16             (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {17             if ((eh = e.hash) == h) {18                 if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))19                     return e.val;20             }21             else if (eh < 0)22                 return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;23             while ((e = e.next) != null) {24                 if (e.hash == h &&25                     ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))26                     return e.val;27             }28         }29         return null;30     }

 1 /** Implementation for put and putIfAbsent */ 2     final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { 3         if (key == null || value == null) throw new NullPointerException(); 4         int hash = spread(key.hashCode()); 5         int binCount = 0; 6         for (Node<K,V>[] tab = table;;) { 7             Node<K,V> f; int n, i, fh; 8             if (tab == null || (n = tab.length) == 0) 9                 tab = initTable();10             else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {11                 if (casTabAt(tab, i, null,12                              new Node<K,V>(hash, key, value, null)))13                     break;                   // no lock when adding to empty bin14             }15             else if ((fh = f.hash) == MOVED)16                 tab = helpTransfer(tab, f);17             else {18                 V oldVal = null;19                 synchronized (f) {20                     if (tabAt(tab, i) == f) {21                         if (fh >= 0) {22                             binCount = 1;23                             for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {24                                 K ek;25                                 if (e.hash == hash &&26                                     ((ek = e.key) == key ||27                                      (ek != null && key.equals(ek)))) {28                                     oldVal = e.val;29                                     if (!onlyIfAbsent)30                                         e.val = value;31                                     break;32                                 }33                                 Node<K,V> pred = e;34                                 if ((e = e.next) == null) {35                                     pred.next = new Node<K,V>(hash, key,36                                                               value, null);37                                     break;38                                 }39                             }40                         }41                         else if (f instanceof TreeBin) {42                             Node<K,V> p;43                             binCount = 2;44                             if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,45                                                            value)) != null) {46                                 oldVal = p.val;47                                 if (!onlyIfAbsent)48                                     p.val = value;49                             }50                         }51                     }52                 }53                 if (binCount != 0) {54                     if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)55                         treeifyBin(tab, i);56                     if (oldVal != null)57                         return oldVal;58                     break;59                 }60             }61         }62         addCount(1L, binCount);63         return null;64     }

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