ConcurrentHashmap中的size()方法简单解释

最新推荐文章于 2025-05-15 14:19:52 发布

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文章标签： java 数据结构与算法

原文链接：http://www.cnblogs.com/loren-Yang/p/7466111.html

本文解析了JDK1.8中ConcurrentHashMap的size()和mappingCount()方法的实现原理，介绍了CounterCell的作用及其实现细节，解释了为何需要遍历counterCells数组来获取容器的大小。

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本文所有的源码都是基于JDK1.8

ConcurrentHashmap中的size()方法源码：

public int size() {
        long n = sumCount();
        return ((n < 0L) ? 0 :
                (n > (long)Integer.MAX_VALUE) ? Integer.MAX_VALUE :
                (int)n);
    }

final long sumCount() {
        CounterCell[] as = counterCells; CounterCell a;
        long sum = baseCount;
        if (as != null) {
            for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
                if ((a = as[i]) != null)
                    sum += a.value;
            }
        }
        return sum;
    }

根据JDK1.8的注解，当你想大致了解ConcurrentHashmap的容器大小时，建议使用mappingCount()方法。源码如下：

/**
     * Returns the number of mappings. This method should be used
     * instead of {@link #size} because a ConcurrentHashMap may
     * contain more mappings than can be represented as an int. The
     * value returned is an estimate; the actual count may differ if
     * there are concurrent insertions or removals.
     *（大致的意思是：返回容器的大小。这个方法应该被用来代替size()方法，因为
     * ConcurrentHashMap的容量大小可能会大于int的最大值。
     * 返回的值是一个估计值;如果有并发插入或者删除操作，则实际的数量可能有所不同。）
     * @return the number of mappings
     * @since 1.8
     */
    public long mappingCount() {
        long n = sumCount();
        return (n < 0L) ? 0L : n; // ignore transient negative values
    }

其实baseCount就是记录容器数量的，直接放回baseCount不就可以了吗？为什么sumCount()方法中还要遍历counterCells数组，累加对象的值呢？

其中：counterCells是个全局的变量，表示的是CounterCell类数组。CounterCell是ConcurrentHashmap的内部类，它就是存储一个值。

/**
     * Table of counter cells. When non-null, size is a power of 2.
     */
    private transient volatile CounterCell[] counterCells;

/**
     * A padded cell for distributing counts.  Adapted from LongAdder
     * and Striped64.  See their internal docs for explanation.
     */
    @sun.misc.Contended static final class CounterCell {
        volatile long value;
        CounterCell(long x) { value = x; }
    }

JDK1.8中使用一个volatile类型的变量baseCount记录元素的个数，当插入新数据put()或则删除数据remove()时，会通过addCount()方法更新baseCount:

private final void addCount(long x, int check) {
    CounterCell[] as; long b, s;

    //U.compareAndSwapLong(this, BASECOUNT, b = baseCount, s = b + x) 每次竟来都baseCount都加1因为x=1
    if ((as = counterCells) != null ||
        !U.compareAndSwapLong(this, BASECOUNT, b = baseCount, s = b + x)) {//1
        CounterCell a; long v; int m;
        boolean uncontended = true;
        if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
            (a = as[ThreadLocalRandom.getProbe() & m]) == null ||
            !(uncontended =
              U.compareAndSwapLong(a, CELLVALUE, v = a.value, v + x))) {
            //多线程CAS发生失败的时候执行
            fullAddCount(x, uncontended);//2
            return;
        }
        if (check <= 1)
            return;
        s = sumCount();
    }
    if (check >= 0) {
        Node<K,V>[] tab, nt; int n, sc;
        //当条件满足开始扩容
        while (s >= (long)(sc = sizeCtl) && (tab = table) != null &&
               (n = tab.length) < MAXIMUM_CAPACITY) {
            int rs = resizeStamp(n);
            if (sc < 0) {//如果小于0说明已经有线程在进行扩容操作了
                //一下的情况说明已经有在扩容或者多线程进行了扩容，其他线程直接break不要进入扩容操作
                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))//如果相等说明扩容已经完成，可以继续扩容
                    transfer(tab, nt);
            }
            //这个时候sizeCtl已经等于(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2等于一个大的负数，这边加上2很巧妙,因为transfer后面对sizeCtl--操作的时候，最多只能减两次就结束
            else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,
                                         (rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
                transfer(tab, null);
            s = sumCount();
        }
    }
}

1、初始化时counterCells为空，在并发量很高时，如果存在两个线程同时执行CAS修改baseCount值，则失败的线程会继续执行方法体中的逻辑，执行fullAddCount(x, uncontended)方法，这个方法其实就是初始化counterCells，并将x的值插入到counterCell类中，而x值一般也就是1，这单可以从put()方法中得知。

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
...
//1就是要CAS 更新baseCount的值，binCount代表此链表或树的值，一般都大于0.
   addCount(1L, binCount);
    return null;
}

所以counterCells存储的都是value为1的CounterCell对象，而这些对象是因为在CAS更新baseCounter值时，由于高并发而导致失败，最终将值保存到CounterCell中，放到counterCells里。这也就是为什么sumCount()中需要遍历counterCells数组，sum累加CounterCell.value值了。

参考博客：
谈谈 ConcurrentHashMap1.7 和 1.8 的不同实现

转载于:https://www.cnblogs.com/loren-Yang/p/7466111.html