ConcurrentHashMap 源码

本文详细解析了Java中ConcurrentHashMap的构造函数及put方法实现原理。通过源码分析,阐述了并发级别、负载因子、段大小等参数的设置与影响,以及如何通过散列函数和CAS操作保证线程安全。

 1.7 构造函数

    // 16 0.75 16
	public ConcurrentHashMap(int initialCapacity,
                             float loadFactor, int concurrencyLevel) {
        if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS) //1 << 16 65536
            concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS;
        // Find power-of-two sizes best matching arguments
		//找到最接近的2的幂次方数
        int sshift = 0;
        int ssize = 1;//segment数组的长度
        while (ssize < concurrencyLevel) {
            ++sshift;	//     1 2 3 [4]  5 取hash的高四位,put时候用高4(sshift)位求segment数组的index值,低4位用于求hashtable[]的index值
            ssize <<= 1;//左移 2 4 8 [16] 32
        }
        this.segmentShift = 32 - sshift; //28
        this.segmentMask = ssize - 1;// 16 -1(0000 1111) 用来取table index = hash & (ssize -1)
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)//1 << 30 1073741824
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        int c = initialCapacity / ssize; // 16/16 = 1 每个segment里面的hashEntry数组的数量
        
        if (c * ssize < initialCapacity) //initialCapacity=16 初始参数 保证总hashEntry数量大于初始化得数量
            ++c;
        int cap = MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY; // MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY = 2
        while (cap < c)
            cap <<= 1;//左移 2的幂次数 hashEntry[]数组的长度也要是2的幂次方
        // create segments and segments[0]
        Segment<K,V> s0 =
            new Segment<K,V>(loadFactor, (int)(cap * loadFactor),
                             (HashEntry<K,V>[])new HashEntry[cap]);
        Segment<K,V>[] ss = (Segment<K,V>[])new Segment[ssize];
        UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); // ordered write of segments[0]//Unsafe CAS技术
        this.segments = ss;
    }

1.7 ConcurrentHashmap.put()

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public V put(K key, V value) {
        Segment<K,V> s;
        if (value == null)
            throw new NullPointerException();
        int hash = hash(key);
        //segmentShift默认值是32 -4 =28,int值一共32位 所以取hash值的高四位
        int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;//使用hash值的高4位 &segmentMask是segment长度减1
        if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject          // Unsafe检查segment时候存在
             (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) //  in ensureSegment
            s = ensureSegment(j); //新建并使用CAS插入segment
        return s.put(key, hash, value, false);//将键值对插入Segment
    }

Segment.put()

	Segment.put
	  final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {
            HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null :
                scanAndLockForPut(key, hash, value);
            V oldValue;
            try {
                HashEntry<K,V>[] tab = table;
                int index = (tab.length - 1) & hash;
                HashEntry<K,V> first = entryAt(tab, index);//获取第一个节点
                for (HashEntry<K,V> e = first;;) {//遍历链表
                    if (e != null) {
                        K k;
                        if ((k = e.key) == key ||
                            (e.hash == hash && key.equals(k))) {//找到key相等的HashEntry 并替换value值
                            oldValue = e.value;
                            if (!onlyIfAbsent) {
                                e.value = value;
                                ++modCount;
                            }
                            break;
                        }
                        e = e.next;
                    }
		    //到达最后一个节点
                    else {
                        if (node != null)
                            node.setNext(first);
                        else
                            node = new HashEntry<K,V>(hash, key, value, first);//创建新节点
                        int c = count + 1;
                        if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY)
                            rehash(node);//扩容这个Segment的hashEntry[]数组
                        else
                            setEntryAt(tab, index, node);
                        ++modCount;
                        count = c;
                        oldValue = null;
                        break;
                    }
                }
            } finally {
                unlock();
            }
            return oldValue;
        }

 

内容概要:本文详细介绍了“秒杀商城”微服务架构的设计与实战全过程,涵盖系统从需求分析、服务拆分、技术选型到核心功能开发、分布式事务处理、容器化部署及监控链路追踪的完整流程。重点解决了高并发场景下的超卖问题,采用Redis预减库存、消息队列削峰、数据库乐观锁等手段保障数据一致性,并通过Nacos实现服务注册发现与配置管理,利用Seata处理跨服务分布式事务,结合RabbitMQ实现异步下单,提升系统吞吐能力。同时,项目支持Docker Compose快速部署和Kubernetes生产级编排,集成Sleuth+Zipkin链路追踪与Prometheus+Grafana监控体系,构建可观测性强的微服务系统。; 适合人群:具备Java基础和Spring Boot开发经验,熟悉微服务基本概念的中高级研发人员,尤其是希望深入理解高并发系统设计、分布式事务、服务治理等核心技术的开发者;适合工作2-5年、有志于转型微服务或提升架构能力的工程师; 使用场景及目标:①学习如何基于Spring Cloud Alibaba构建完整的微服务项目;②掌握秒杀场景下高并发、超卖控制、异步化、削峰填谷等关键技术方案;③实践分布式事务(Seata)、服务熔断降级、链路追踪、统一配置中心等企业级中间件的应用;④完成从本地开发到容器化部署的全流程落地; 阅读建议:建议按照文档提供的七个阶段循序渐进地动手实践,重点关注秒杀流程设计、服务间通信机制、分布式事务实现和系统性能优化部分,结合代码调试与监控工具深入理解各组件协作原理,真正掌握高并发微服务系统的构建能力。
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