这个能看懂的都是大佬了
反正我是看懂了一部分,但是对于一些跳出循环呀,跳出if判断的还是很模糊,不过不影响对于hash表整体的理解
有完全搞明白的大佬可以指点一波
public class ConcurrentHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements ConcurrentMap<K,V>, Serializable {
//最大容量
private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;
static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
//默认并发度 但是貌似没啥用
private static final int DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL = 16;
private static final float LOAD_FACTOR = 0.75f;
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
//以下的含义没搞明白 只知道在各种比较运算中用到了 - ,
private static final int MIN_TRANSFER_STRIDE = 16;
private static int RESIZE_STAMP_BITS = 16;
private static final int MAX_RESIZERS = (1 << (32 - RESIZE_STAMP_BITS)) - 1;
private static final int RESIZE_STAMP_SHIFT = 32 - RESIZE_STAMP_BITS;
/*---------------------------------fields-----------------------------*/
//存放数据的hash表
transient volatile Node<K,V>[] table;
//扩容的时候,会将以前的表的数据让在这个
// 扩容完成之后,会将这个置为null,同时将表赋值给上面的table
//注意:在扩容的时候,会将正在扩容的结点的索引的结点的hash值设置成MOVED=-1
//在添加数据的时候,就会判断该位置是不是在扩容,如果是,会加入到扩容的任务中
private transient volatile Node<K,V>[] nextTable;
//map的大小
private transient volatile long baseCount;
//扩容阙值
private transient volatile int sizeCtl;
//扩容的时候数据迁移的具体的索引
private transient volatile int transferIndex;
private transient volatile int cellsBusy;
//一个数组,用来辅助统计map的大小
private transient volatile CounterCell[] counterCells;
/*--------------------method------------------*/
public ConcurrentHashMap() {
}
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException();
int cap = ((initialCapacity >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ? MAXIMUM_CAPACITY : tableSizeFor(initialCapacity + (initialCapacity >>> 1) + 1));
this.sizeCtl = cap;
}
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
this(initialCapacity, loadFactor, 1);
}
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity, float loadFactor, int concurrencyLevel) {
if (!(loadFactor > 0.0f) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (initialCapacity < concurrencyLevel) // Use at least as many bins
initialCapacity = concurrencyLevel; // as estimated threads
long size = (long)(1.0 + (long)initialCapacity / loadFactor);
int cap = (size >= (long)MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : tableSizeFor((int)size);
this.sizeCtl = cap;
}
//还是从放入值开始分析 构造函数只是初始化了基本的容量 从put来分析每一个变量的作用
//给hash表中放入数据
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
//key value都不能为null hashmap是可以存放null值的
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
//计算hash值 这一块与hashmap有点区别, 这一块多了一次跟HASH_BITS的与运算
int hash = spread(key.hashCode());
//记录节点数,用来树化的判断
int binCount = 0;
//循环遍历hash表
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
//hash表为空,初始化hash表
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
//初始化完成之后,第二次循环就会来判断这里
//计算需要存放的索引 并判断这个索引位置有没有结点
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
//当前索引位置为空,以cas算法创建节点并插入这个位置
//如果cas失败了,也就是发生了hash冲突 那么会进入下一次循环,那么代码就会走到下面的判断了
if (casTabAt(tab, i, null, new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
//插入结束
break; // no lock when adding to empty bin
}
//可能在添加的时候,其他线程也正在进行扩容等操作
//在扩容的时候,会将所有的hash值都设置为moved 等待扩容完成之后,会将本链表删除并返回新的扩容值后的链表
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
//帮助扩容
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
V oldVal = null;
//加锁 注意这个锁的对象是具体的一个node结点!也就是锁的粒度精确到了某一个entry结点,而不是锁整个链表
synchronized (f) {
//如果f结点是第一个结点
if (tabAt(tab, i) == f) {
//f结点的hash值>=0 也就是链表结构
if (fh >= 0) {
//记录节点数量
binCount = 1;
//遍历结点
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
//遍历中的结点的key与我们要插入的key相同
if (e.hash == hash && ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))) {
//保存旧值
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
//替换新值
e.val = value;
break;
}
Node<K,V> pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
//遍历中的结点不存在下一个结点,那么就创建新的节点,挂在到链表中
pred.next = new Node<K,V>(hash, key, value, null);
break;
}
}
}
//如果这个索引存放的是树结点
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
binCount = 2;
//添加树节点 内部会判断树中有没有与我们需要添加的key相同的结点 没有直接添加返回null 有的话返回结点
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
//判断是不是需要树化
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
//返回旧结点
return oldVal;
break;
}
}
}
//map的长度+1
addCount(1L, binCount);
return null;
}
//69行详解 第一次添加元素的时候,初始化hash表
private final Node<K,V>[] initTable() {
Node<K,V>[] tab; int sc;
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
//当sizeCtl小于0的时候,线程让出cpu执行权, 但不能保证本线程不会抢到cpu
if ((sc = sizeCtl) < 0)
Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
//cas算法,判断sizeCtl的值有没有发生变化,并且把它设置成 -1 也就是代表本线程要初始化table,其他线程就不能操作了
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
try {
//再次确认table没有被初始化
if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
//设置表的长度
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
@SuppressWarnings("unchecked")
//初始化表
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
table = tab = nt;
//设置sc的值
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
//将sc赋值给sizeCtl 目前来看,这个sizeCtl跟hashmap里面的扩容阙值是一个意义
sizeCtl = sc;
}
break;
}
}
//返回初始化完成的表
return tab;
}
//扩容
private final void tryPresize(int size) {
//计算新表长度
int c = (size >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ? MAXIMUM_CAPACITY : tableSizeFor(size + (size >>> 1) + 1);
int sc;
//扩容阙值>=0的判断
while ((sc = sizeCtl) >= 0) {
Node<K,V>[] tab = table; int n;
//hash表为空
if (tab == null || (n = tab.length) == 0) {
n = (sc > c) ? sc : c;
//cas进行判断
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
try {
//还没有其他线程对表做修改
if (table == tab) {
@SuppressWarnings("unchecked")
//初始化表
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
table = nt;
//重新计算扩容阙值
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
//设置扩容阙值
sizeCtl = sc;
}
}
}
//表的长度超过最大容量,直接退出循环
else if (c <= sc || n >= MAXIMUM_CAPACITY)
break;
//表数据还有转移完成 为什么这么说呢 因为这个可以有多个线程来帮助去进行数据转移,而不是一个线程去做迁移
else if (tab == table) {
int rs = resizeStamp(n);
if (sc < 0) {
Node<K,V>[] nt;
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 || sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null || transferIndex <= 0)
break;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1))
扩容 数据转移
transfer(tab, nt);
}
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
//扩容 数据转移
transfer(tab, null);
}
}
}
private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
int n = tab.length, stride;
//stride可以理解为步长,将需要转移的数据拆分成stride个任务,让多个线程去处理
if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
//初始化nextTab
if (nextTab == null) { // initiating
try {
@SuppressWarnings("unchecked")
//创建一个长度是旧表长度2倍的数组
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n << 1];
//将他赋值给nwxtTab
nextTab = nt;
} catch (Throwable ex) { // try to cope with OOME
sizeCtl = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
nextTable = nextTab;
//transferIndex 也是 ConcurrentHashMap 的属性,用于控制迁移的位置
transferIndex = n;
}
int nextn = nextTab.length;
//正在被迁移的node 原数组中位置 i 处的节点完成迁移工作后,就会将位置 i 处设置为这个 ForwardingNode,用来告诉其他线程该位置已经处理过了
ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
//advance 指的是做完了一个位置的迁移工作,可以准备做下一个位置的了
boolean advance = true;
boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab
for (int i = 0, bound = 0;;) {
Node<K,V> f; int fh;
while (advance) {
int nextIndex, nextBound;
if (--i >= bound || finishing)
advance = false;
//这里 transferIndex 一旦小于等于 0,说明原数组的所有位置都有相应的线程去处理了
else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) {
i = -1;
advance = false;
}
//看括号中的代码,nextBound 是这次迁移任务的边界,注意,是从后往前
else if (U.compareAndSwapInt(this, TRANSFERINDEX, nextIndex, nextBound = (nextIndex > stride ? nextIndex - stride : 0))) {
bound = nextBound;
i = nextIndex - 1;
advance = false;
}
}
if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) {
int sc;
// 所有的迁移操作已经完成
if (finishing) {
nextTable = null;
// 将新的 nextTab 赋值给 table 属性,完成迁移
table = nextTab;
//计算下一次扩容阙值
sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1);
return;
}
//sizeCtl 在迁移前会设置为 (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2
//每有一个线程参与迁移就会将 sizeCtl 加 1
//这里使用 CAS 操作对 sizeCtl 进行减 1,代表做完了属于自己的任务
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) {
if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT)
return;
//所有任务都完成了 将finishing改成true
finishing = advance = true;
i = n; // recheck before commit
}
}
//如果位置 i 处是空的,没有任何节点,那么放入刚刚初始化的 ForwardingNode ”空节点“
else if ((f = tabAt(tab, i)) == null)
advance = casTabAt(tab, i, null, fwd);
//该位置处是一个 ForwardingNode,代表该位置已经迁移过了
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
//有空余线程可以去处理数据迁移,将这个值设置为true
advance = true; // already processed
else {
//对数组该位置处的结点加锁,开始处理数组该位置处的迁移工作
synchronized (f) {
//再次检查结点是否还没被迁移
if (tabAt(tab, i) == f) {
Node<K,V> ln, hn;
if (fh >= 0) {
int runBit = fh & n;
Node<K,V> lastRun = f;
//循环遍历结点,找到lastRun 也就是根据指定的算法将链表分为p-lastRun的上一个结点 与lastRun之后的结点
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;
}
//继续循环,将p-lastRun之间的结点根据指定的判断逻辑分为两部分,并挂在到ln与hn上
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);
}
//将挂在好的结点放入链表中
setTabAt(nextTab, i, ln);
setTabAt(nextTab, i + n, hn);
//将原数组该位置处设置为 fwd,代表该位置已经处理完毕
//其他线程一旦看到该位置的 hash 值为 MOVED,就不会进行迁移了
setTabAt(tab, i, fwd);
//该线程任务处理完,可以参与到后续的数据迁移过程中
advance = true;
}
//这一块处理逻辑与上面类似 不过是以树的方法去处理
else if (f instanceof TreeBin) {
TreeBin<K,V> t = (TreeBin<K,V>)f;
TreeNode<K,V> lo = null, loTail = null;
TreeNode<K,V> hi = null, hiTail = null;
int lc = 0, hc = 0;
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;
}
}
//判断节点数量是否达到树化的阙值 没有就退化 有就树化
//注意!树化的时候,创建了一个new TreeBin结点 这个结点里面有两个属性很重要!
//第一个属性是hash 他的值是-2
//第二个属性是root 这个root才是真正的树的根节点! 这也就是为什么上面去判断hash值<0就直接认为他是树结点的原因
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;
setTabAt(nextTab, i, ln);
setTabAt(nextTab, i + n, hn);
setTabAt(tab, i, fwd);
advance = true;
}
}
}
}
}
}
//树化
private final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int index) {
Node<K,V> b; int n, sc;
if (tab != null) {
//表的长度不超过最小树化值 就去扩容
if ((n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
tryPresize(n << 1);
else if ((b = tabAt(tab, index)) != null && b.hash >= 0) {
synchronized (b) {
//再次判断这个索引的结点是不是已经被处理过了
if (tabAt(tab, index) == b) {
TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
//循环遍历节点
for (Node<K,V> e = b; e != null; e = e.next) {
//将结点包装成树结点
TreeNode<K,V> p = new TreeNode<K,V>(e.hash, e.key, e.val,null, null);
if ((p.prev = tl) == null)
//设置头节点
hd = p;
else
//保存结点的链表顺序
tl.next = p;
tl = p;
}
//更新索引处的结点 并且设置改结点的树关系 也就是设置树的左子树,右子树
setTabAt(tab, index, new TreeBin<K,V>(hd));
}
}
}
}
}
//设置树结点的关系
TreeBin(TreeNode<K,V> b) {
//
super(TREEBIN, null, null, null);
this.first = b;
//根节点
TreeNode<K,V> r = null;
for (TreeNode<K,V> x = b, next; x != null; x = next) {
next = (TreeNode<K,V>)x.next;
x.left = x.right = null;
if (r == null) {
x.parent = null;
x.red = false;
r = x;
}
else {
K k = x.key;
int h = x.hash;
Class<?> kc = null;
//遍历根节点
for (TreeNode<K,V> p = r;;) {
int dir, ph;
K pk = p.key;
//判断p结点的key的hash与需要插入到树中的结点的key的hash的大小
if ((ph = p.hash) > h)
dir = -1;
else if (ph < h)
dir = 1;
else if ((kc == null &&
(kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0)
dir = tieBreakOrder(k, pk);
TreeNode<K,V> xp = p;
//根据hash值的大小选择是插入到左子树还是右子树 并且这个子树为空
if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
//设置需要加如到树中的结点的父节点
x.parent = xp;
//将结点挂到树种
if (dir <= 0)
xp.left = x;
else
xp.right = x;
//平衡树 也就是经典的红黑树的旋转变色
r = balanceInsertion(r, x);
break;
}
}
}
}
//设置根节点
this.root = r;
//树的结构校验 是否是红黑树等
assert checkInvariants(root);
}
//获取值 这一块还是相对简单的
public V get(Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
//还是首先计算hash值
int h = spread(key.hashCode());
//计算索引,并判断索引位置有没有数据
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
//如果当前索引出的结点的hash值与key的hash值相同,
if ((eh = e.hash) == h) {
//判断是不是同一个key
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
//是相同的key,直接返回
return e.val;
}
//如果当前结点的hash值小于0,那么这个索引的结点都是树结点
else if (eh < 0)
//从树中找指定结点 但是树也是继承于node结点,也有指向下一个next的结点,这一块的查找源码跟下面的一模一样 我也好奇为啥不是二分查找
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
//否则,这个结点就是链表结点,循环遍历来找这个key
while ((e = e.next) != null) {
if (e.hash == h && ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}
//移除指定的key
final V replaceNode(Object key, V value, Object cv) {
//计算hash值
int hash = spread(key.hashCode());
//遍历hash表
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
//hash表为空 直接返回
if (tab == null || (n = tab.length) == 0 || (f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null)
break;
//如果该位置正在进行扩容值后的数据迁移 就加入到任务去进行数据迁移
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
V oldVal = null;
boolean validated = false;
synchronized (f) {
//获取链表头节点
if (tabAt(tab, i) == f) {
//是链表
if (fh >= 0) {
validated = true;
//遍历链表
for (Node<K,V> e = f, pred = null;;) {
K ek;
//查找指定key的结点
if (e.hash == hash && ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))) {
//获取结点值
V ev = e.val;
//我们删除key的时候 肯定会进入这个判断的 因为cv穿的是null
if (cv == null || cv == ev || (ev != null && cv.equals(ev))) {
//结点值与cv值相等 缓存这个结点的值
oldVal = ev;
//需要删除的value不为空 我们删除key的时候 不会进入这个判断的 因为value传的是null
if (value != null)
//将节点值更新
e.val = value;
else if (pred != null)
//将上一个结点的next指标指向e结点的下一个结点
pred.next = e.next;
else
//走到这一步,说明删除的结点是第一个结点
//将e的下一个节点放在表的i索引位置 也就相当于删除了e结点
setTabAt(tab, i, e.next);
}
break;
}
//临时缓存上一个结点
pred = e;
//将指针后移 继续遍历后面的结点
if ((e = e.next) == null)
break;
}
}
//树节点的移除跟链表大同小异 就不做详细分析了
else if (f instanceof TreeBin) {
validated = true;
TreeBin<K,V> t = (TreeBin<K,V>)f;
TreeNode<K,V> r, p;
//查找需要删除的结点
if ((r = t.root) != null && (p = r.findTreeNode(hash, key, null)) != null) {
V pv = p.val;
if (cv == null || cv == pv || (pv != null && cv.equals(pv))) {
oldVal = pv;
if (value != null)
p.val = value;
//删除查找出来的结点 这一块内部加了锁 锁使用的对象是树的根节点
//内部代码有一段是这么判断的 分析这一块可以得到,树的结点<4才会退化成链表
/*
if ((r = root) == null || r.right == null || (rl = r.left) == null || rl.left == null)
*/
else if (t.removeTreeNode(p))
setTabAt(tab, i, untreeify(t.first));
}
}
}
}
}
if (validated) {
if (oldVal != null) {
if (value == null)
addCount(-1L, -1);
return oldVal;
}
break;
}
}
}
return null;
}
}