ConcurrentHashMap源码学习心得帮助快速面试

前言

ConcurrentHashMap作为一个集合类，其实就是一种数据结构。类似这种源码学习我总结，分为三大块。第一就是整体思路，对于目标源码的理解。是什么，为什么，干什么，怎么用 组合拳打一通。第二就是精髓地方（包括对比同类型数据结构），也就是哪些地方设计得好，为什么好，什么时候可以借鉴、借鉴什么。另：面试的时候要说出这些方法名称显得专业，这个要背一下应该也不难。第三不同于其他jar包，作为一个数据存储结构，也要从重要的基础方法上研究，比如存数据、取数据、删数据、扩容等。

1、整体思路 

是什么：集合框架中的一种并发哈希表，它允许多个线程同时访问数据而不需要进行外部同步。

底层和hashmap的数据结构设计类似，也是由数组加链表以及红黑树构成。

锁的粒度：hashtable所有方法都对整个map加锁。ConcurrentHashMap 1.7是对segment加锁，1.8是对桶加锁。

2、重要方法列举

putVal（）方法，put方法实际调用putVal（）。putVal（）方法可以通过传入参数决定是否覆盖原来的值。初始化数组是在这个阶段完成，并不是new的时候完成的。

transfer()方法，并发扩容。扩容实际是在分发任务，所有参与扩容的线程，在做一个循环领取任务的动作（任务的拆分规则基于当前数据量，以及cpu的线程数）。

3、精妙设计点

3.1 长度定义为2的n次方好处有：

        3.1.1基于这个设计，长度减一操作就可以得到二进制位都是1的数，这样使用这个数对数据key的hash值进行&运算的时候，就能够根据hash值不同位的数据的不同把他均匀地放到各个桶（数组的位置称为桶）。

        3.1.2基于这个设计，扩容的时候，（因为是对数据key的hash值进行&运算决定存在哪个桶）新数据存放的索引位置要么是原数据存放的索引位置，要么是索引位置加上2的n-1次方。这样对于数据迁移产生便利性。

        3.1.3基于这个设计，在数据量巨大的情况，也可以使得扩容次数变得有限（logn）。且可以直接定义较大的初始值，扩容次数将非常少。

3.2 扩容时候的lastRun机制

3.2.1 lastRun机制，因为扩容位置只可能在原索引以及原索引位置加上2的n-1次方，这两种情况。扩容的时候，一次遍历先找到最早的后续节点一致的位置，第二次遍历到这个位置的时候，直接把整个链表摘过去。减少了后续构建新节点的过程。

3.3 取数据putVal（）时，如果当前状态处于扩容状态。取数据的线程会参与扩容（helpTransfer（）），而不是等待扩容完毕。

3.4 管理数组位置的头结点的hash值，来代表状态，-1代表正在扩容。。这样可以让putVal的时候，仅在此处任务被分发出去扩容的时候，才会等待（其实是参与扩容，对于当前线程的调用方而言是在等待），大大减少了putval等待的概率。