ConcurrentHashMap分析

早期 ConcurrentHashMap,其实现是基于:

  • 分离锁,也就是将内部进行分段(Segment),里面则是 HashEntry 的数组,和 HashMap 类似,哈希相同的条目也是以链表形式存放。
  • HashEntry 内部使用 volatile 的 value 字段来保证可见性,也利用了不可变对象的机制以改进利用 Unsafe 提供的底层能力,比如 volatile access,去直接完成部分操作,以最优化性能,毕竟 Unsafe 中的很多操作都是 JVM intrinsic 优化过的。

在进行并发操作的时候,只需要锁定相应段,这样就有效避免了类似 Hashtable 整体同步的问题,大大提高了性能。

Put操作

通过二次哈希避免哈希冲突,然后以 Unsafe 调用方式,直接获取相应的 Segment,然后进行线程安全的 put 操作

public V put(K key, V value) {

        Segment<K,V> s;

        if (value == null)

            throw new NullPointerException();

        // 二次哈希,以保证数据的分散性,避免哈希冲突

        int hash = hash(key.hashCode());

        int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask;

        if ((s = (Segment<K,V>)UNSAFE.getObject          // nonvolatile; recheck

             (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) //  in ensureSegment

            s = ensureSegment(j);

        return s.put(key, hash, value, false);

    }

其核心逻辑实现在下面的内部方法中:

final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {

            // scanAndLockForPut 会去查找是否有 key 相同 Node

            // 无论如何,确保获取锁

            HashEntry<K,V> node = tryLock() ? null :

                scanAndLockForPut(key, hash, value);

            V oldValue;

            try {

                HashEntry
ConcurrentHashMap 是 Java 并发包中的一个线程安全的哈希表实现。它采用了分段锁(Segment)的机制来提供高并发性能。下面是简要的 ConcurrentHashMap 的源码分析ConcurrentHashMap 的整体结构是由多个 Segment 组成的,每个 Segment 内部都是一个 HashEntry 数组,每个数组元素都是一个链表的头节点。每个 Segment 都维护着自己的锁,这样不同的线程可以同时操作不同的 Segment。 在 ConcurrentHashMap 中,关键方法 put、get、remove 等都是通过计算键的哈希得到对应的 Segment,然后进行对应的操作。这样多个线程可以并行地对不同的 Segment 进行操作,从而提高了并发性能。 ConcurrentHashMap 的 put 方法首先根据 key 的哈希定位到对应的 Segment,然后使用锁来保证线程安全。如果键已经存在,则会替换对应的;如果键不存在,则会创建新的节点并添加到链表中。 ConcurrentHashMap 的 get 方法也是根据 key 的哈希定位到对应的 Segment,然后通过遍历链表来找到对应的节点,并返回节点中的ConcurrentHashMap 的 remove 方法同样也是根据 key 的哈希定位到对应的 Segment,然后通过遍历链表来找到对应的节点,并将节点从链表中移除。 需要注意的是,在进行扩容操作时,ConcurrentHashMap 会创建新的 Segment 数组,并将每个 Segment 中的元素重新散列到新的数组中。 总之,ConcurrentHashMap 通过使用分段锁的方式来提供高并发性能,同时保证线程安全。每个 Segment 内部是一个独立的哈希表,对不同的 Segment 可以进行并发操作。这使得 ConcurrentHashMap 成为了高效的并发哈希表实现。
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