Java - ConcurrentHashMap的原理
Java - ConcurrentHashMap的原理
**这是JDK1.7的实现**
ConcurrentHashMap 类中包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment。
HashEntry 用来封装映射表的键 / 值对;Segment 用来充当锁的角色,每个 Segment 对象守护整个散列映射表的若干个桶。每个桶是由若干个 HashEntry 对象链接起来的链表。
一个 ConcurrentHashMap 实例中包含由若干个 Segment 对象组成的数组。HashEntry 用来封装散列映射表中的键值对。
在 HashEntry 类中,key,hash 和 next 域都被声明为 final 型,value 域被声明为 volatile 型。
Segment --->桶(bucket)--->HashEntry
static final class HashEntry<K,V> {
final K key; // 声明 key 为 final 型
final int hash; // 声明 hash 值为 final 型
volatile V value; // 声明 value 为 volatile 型
final HashEntry<K,V> next; // 声明 next 为 final 型
HashEntry(K key, int hash, HashEntry<K,V> next, V value) {
this.key = key;
this.hash = hash;
this.next = next;
this.value = value;
}
}
在ConcurrentHashMap 中,在散列时如果产生“碰撞”,将采用“分离链接法(链表法)”来处理“碰撞”:把“碰撞”的 HashEntry 对象链接成一个链表。由于 HashEntry 的 next 域为 final 型,所以新节点只能在链表的表头处插入。 下图是在一个空桶中依次插入 A,B,C 三个 HashEntry 对象后的结构图:
图1. 插入三个节点后桶的结构示意图:
注意:由于只能在表头插入,所以链表中节点的顺序和插入的顺序相反。
Segment 类继承于 ReentrantLock 类,从而使得 Segment 对象能充当锁的角色。每个 Segment 对象用来守护其(成员对象 table 中)包含的若干个桶。
Concurrenthashmap线程安全的,1.7是在jdk1.7中采用Segment + HashEntry的方式进行实现的,lock加在Segment上面。1.7size计算是先采用不加锁的方式,连续计算元素的个数,最多计算3次:
1、如果前后两次计算结果相同,则说明计算出来的元素个数是准确的;
2、如果前后两次计算结果都不同,则给每个Segment进行加锁,再计算一次元素的个数;
1.8中放弃了Segment臃肿的设计,取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现,1.8中使用一个volatile类型的变量baseCount记录元素的个数,当插入新数据或则删除数据时,会通过addCount()方法更新baseCount,通过累加baseCount和CounterCell数组中的数量,即可得到元素的总个数;
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