ConcurrentHashMap实现原理及源码解析_concurrenthashmap i &gt；= n i + n &gt；= nextn

                            Node<K,V> pred = e;
                            if ((e = e.next) == null) {
                                pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                          value, null);
                                break;
                            }
                        }
                    }
                    // 如果是红黑树结构的话
                    else if (f instanceof TreeBin) {
                        Node<K,V> p;
                        binCount = 2; 
                         //在数中插入对应的节点、
                        if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                                       value)) != null) {
                            oldVal = p.val;
                            if (!onlyIfAbsent)
                                p.val = value;
                        }
                    }
                }
            }
            if (binCount != 0) {
               // 如果node数量大于8那么就升级为红黑树。
                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                    treeifyBin(tab, i);
                if (oldVal != null)
                    return oldVal;
                break;
            }
        }
    }
    addCount(1L, binCount);
    return null;
}

首先我们看到hash算法就不太一样，我们之前了解到HashMap的Hash算法是对key进行hash。然后用hash值与高16位进行异或，得到真正的hash值。具体的了解可以看我之前的博文：


<https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44399827/article/details/118499097>

concurrentHashMap 更复杂，使得key值得hash值更加散列
static final int spread(int h) {
return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS;
}

static final int HASH_BITS = 0x7fffffff; // usable bits of normal node hash

接下来我们来看下helpTransfer方法：

final Node<K,V>[] helpTransfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V> f) {
Node<K,V>[] nextTab; int sc;
//如果table不为空并且该下标的第一个node为ForwardingNode（ForwardingNode是一个代表扩容完毕的特殊node）
// 并且存储扩容后数据的nextTable不为空
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) {
//扩容结束，跳出循环不参与扩容
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
break;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) {
//扩容
transfer(tab, nextTab);
break;
}
}
//返回扩容后的table，供上层方法使用
return nextTab;
}
return table;
}

最重要的扩容方法transfer：

private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
int n = tab.length, stride;
//根据cpu核数计算出步长，用于分割扩容任务，方便其余线程帮助扩容，最小为16
if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
stride = MIN_TRANSFER_STRIDE;
//判断nextTab是否为空，nextTab是暂时存储扩容后的node的数组，第一次进入这个方法的线程才会发现nextTab为空
//前文提到的helpTransfer也会调用该方法，当helpTransfer调用该方法时nextTab不为空
if (nextTab == null) {
try {
@SuppressWarnings(“unchecked”)
//初始化nextTab为table长度的2倍
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n << 1];
nextTab = nt;
} catch (Throwable ex) {
//如果发生了异常，则将sizeCtl设为integer的最大值，因为前文提过数组长度大于1<<30时就不能再扩容了
sizeCtl = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
nextTable = nextTab;
//将transferIndex赋值为原数组table的长度
transferIndex = n;
}
int nextn = nextTab.length;
ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
boolean advance = true;
boolean finishing = false;
//这个for循环就是用来扩容最主要的方法了

    for (int i = 0, bound = 0;;) {
        Node<K,V> f; int fh;
        //该while循环的作用有两点 1.将扩容任务根据步长分块  2.确定本次循环要rehash的下标节点（rehash与扩容意义相同）
        while (advance) {
            int nextIndex, nextBound;
            //i为要进行rehash的下标，bound为分块任务的边界，finishing代表扩容完毕
            //每个线程在第一次进行该if判断时，bound和i都为0，finishing为false，不进第一个if
            //在第一个else if时将transferIndex赋值给nextIndex，不进第一个else if
            //在第二个else if，将transferIndex更新为nextIndex－stride
            //假设nextIndex为32，stride为16。代表数组长度32，有32个下标要倒序依次rehash，则任务分为两块（32-16，16-0）
            //第一个线程会处理32-16的任务。
            //第二个线程来的时候发现transferIndex为16，根据步长他会处理16-0的任务
            //如果没有其余的线程帮助扩容，则第一个线程会再完成第一块任务后，再获取下一块任务直至都rehash完
            if (--i >= bound || finishing)
                advance = false;
            else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) {
                i = -1;
                advance = false;
            }
            else if (U.compareAndSwapInt
                    (this, TRANSFERINDEX, nextIndex,
                            nextBound = (nextIndex > stride ?
                                    nextIndex - stride : 0))) {
                bound = nextBound;
                i = nextIndex - 1;
                advance = false;
            }
        }
        //在rehash任务都处理完之前不会进入该if判断,该if方法会进入两次
        if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) {
            int sc;
            //第一次进入的时候finishing为false
            //第二次进入的时候finishing为true，代表扩容已经结束，将新的nextTab赋值给table，并将sizeCtl设置为table长度的0.75倍
            if (finishing) {
                nextTable = null;
                table = nextTab;
                sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1);
                return;
            }
            //第一次进入的时候，会将finishing设置为true，并将i重新赋值为原table大小
            //假如n＝32，则会将最外面的for循环再循环32遍检查各个下标作为是否都已经扩容过了
            if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) {
                if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT)
                    return;
                finishing = advance = true;
                i = n;
            }
        }
        //如果该下标内没有数据，则将该下标内放入ForwardingNode，代表该下标rehash结束
        else if ((f = tabAt(tab, i)) == null)
            advance = casTabAt(tab, i, null, fwd);
        //如果该下标的hash值为－1（即ForwardingNode的hash值），代表已经rehash结束，继续下一次循环
        else if ((fh = f.hash) == MOVED)
            advance = true; 
        else {
            //真正的扩容，锁住该下标的第一个node
            synchronized (f) {
                //再次判断该node有没有变
                if (tabAt(tab, i) == f) {
                    Node<K,V> ln, hn;
                    //如果该node的hash值>=0, 代表该下标内是链表
                    if (fh >= 0) {
                        int runBit = fh & n;
                        Node<K,V> lastRun = f;
                        
                        for (Node<K,V> p = f.next; p != null; p = p.next) {
                            int b = p.hash & n;
                            if (b != runBit) {
                                runBit = b;
                                lastRun = p;
                            }
                        }
                        if (runBit == 0) {
                            ln = lastRun;
                            hn = null;
                        }
                        else {
                            hn = lastRun;
                            ln = null;
                        }
                        //遍历链表，将链表内的node重新分配到新nextTab的i位置和i+n位置
                        //原始的链表会倒序分到两个下标内，越靠后的node在新的map的链表里越靠前
                        for (Node<K,V> p = f; p != lastRun; p = p.next) {
                            int ph = p.hash; K pk = p.key; V pv = p.val;
                            if ((ph & n) == 0)
                                ln = new Node<K,V>(ph, pk, pv, ln);
                            else
                                hn = new Node<K,V>(ph, pk, pv, hn);
                        }
                        //更新新的nextTab，并将原table的该下标位置放入ForwardingNode
                        setTabAt(nextTab, i, ln);
                        setTabAt(nextTab, i + n, hn);
                        setTabAt(tab, i, fwd);
                        advance = true;
                    }
                    //该下标内是红黑树
                    else if (f instanceof TreeBin) {
                        TreeBin<K,V> t = (ConcurrentHashMap.TreeBin<K,V>)f;
                        TreeNode<K,V> lo = null, loTail = null;
                        TreeNode<K,V> hi = null, hiTail = null;
                        int lc = 0, hc = 0;
                        //将原树rehash到两个新树里
                        for (Node<K,V> e = t.first; e != null; e = e.next) {
                            int h = e.hash;
                            TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>
                                    (h, e.key, e.val, null, null);
                            if ((h & n) == 0) {
                                if ((p.prev = loTail) == null)
                                    lo = p;
                                else
                                    loTail.next = p;
                                loTail = p;
                                ++lc;
                            }
                            else {
                                if ((p.prev = hiTail) == null)
                                    hi = p;
                                else
                                    hiTail.next = p;
                                hiTail = p;
                                ++hc;
                            }
                        }
                        //如果树的node数量<=6，则将红黑树变为链表
                        ln = (lc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) ? untreeify(lo) :
                                (hc != 0) ? new TreeBin<K,V>(lo) : t;
                        hn = (hc <= UNTREEIFY_THRESHOLD) ? untreeify(hi) :
                                (lc != 0) ? new TreeBin<K,V>(hi) : t;
                        //将新树或链表放到新的table对应的下标里
                        //并将原table的该下标位置放入ForwardingNode
                        setTabAt(nextTab, i, ln);
                        setTabAt(nextTab, i + n, hn);
                        setTabAt(tab, i, fwd);
                        advance = true;
                    }
                }
            }
        }
    }
}

最后的扩容方法参考的博文：有点难理解，有兴趣的同学可以认真看完分析：


**参考文献：**


<https://blog.youkuaiyun.com/ddxd0406/article/details/81389583>