ConcurrentHashMap
size实现
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;
JDK1.8:第一次put的时候才会进行初始化Node数组,底层是以node节点的形式存储,每次锁都是对node节点锁,每次出现哈希碰撞都是在同一个node节点以单项链表的方式进行存储。当链表长度>=8,就会转换成红黑树,他这里放弃了分段锁,使用了CAS+Synchronized操作来确保Node的一些操作的原子性,取代了锁
put实现
1、如果没有初始化就先调用initTable()方法来进行初始化过程;
2、如果没有hash冲突就直接CAS插入;
3、如果还在进行扩容操作就先进行扩容;
4、如果存在hash冲突,就加锁来保证线程安全,这里有两种情况,一种是链表形式就直接遍历到尾端插入,一种是红黑树就按照红黑树结构插入;
5、最后一个如果Hash冲突时会形成Node链表,在链表长度超过8,Node数组超过64时会将链表结构转换为红黑树的结构,break再一次进入循环;
6、如果添加成功就调用addCount()方法统计size,并且检查是否需要扩容
size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;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,使用CounterCell记录元素个数的变化;2、如果CounterCell数组counterCells为空,调用fullAddCount()方法进行初始化,并插入对应的记录数,通过CAS设置cellsBusy字段,只有设置成功的线程才能初始化CounterCell数组;3、如果通过CAS设置cellsBusy字段失败的话,则继续尝试通过CAS修改baseCount字段,如果修改baseCount字段成功的话,就退出循环,否则继续循环插入CounterCell对象;
元素个数保存baseCount中,部分元素的变化个数保存在CounterCell数组中,通过累加baseCount和CounterCell数组中的数量,即可得到元素的总个数;
扩容
当put或者执行时需要扩容,另一个线程也进来了。会通过helpTransfer()方法协助扩容(进行分段,不同线程负责不同模块数据的迁移),同时对应扩容的线程数会+1
当多个线程进行扩容时:
通过这个方法计算每个线程负责扩容的长度;
1.8为什么弃用分段锁,使用节点锁(synchronized+cas)
1、加入多个分段锁浪费内存空间。
2、生产环境中, map 在放入时竞争同一个锁的概率非常小,分段锁反而会造成更新等操作的长时间等待。
3、为了提高 GC 的效率
为什么不用ReentrantLock而用synchronized ?
减少内存开销:如果使用ReentrantLock则需要节点继承AQS来获得同步支持,增加内存开销,而1.8中只有头节点需要进行同步。
内部优化:synchronized则是JVM直接支持的,JVM能够在运行时作出相应的优化措施:锁粗化、锁消除、锁自旋等等。
HashMap
HashMap
1.7
1.8
Get,put操作时间复杂度都是o(1)
如果说:写了初始容量:11 ?hashmap的容量就是11?
hashmap的get,put操作时间复杂度O(1)
key.hashCode = 不确定 - 有符号的整型值
key.hashCode % 16 = table.lenth = [0-15] = index = 3;
array[index] = value;
数组所有的元素位是否能够100%被利用起来?
不一定,hash碰
引入链表结构解决hash冲突,采用头部插入链表法,链表时间复杂度O(n)
N代表链表的长度
hash并不是用取模计算index,而是用位运算!
效率:位运算>%
并没有说hashmap的容量一定是16,
数据结构
数组+链表+(红黑树jdk>=8)
从上面的注释的初始容量必须是2的倍数为什么呢
是为了能够完整的打散hashcode均匀分布到table中
源码原理分析
重要成员变量
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4
Hash表默认初始容量16
如果写了初始容量,那么初始容量是多少呢
MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30
最大Hash表容量
DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f
默认加载因子
TREEIFY_THRESHOLD = 8
链表转红黑树阈值
UNTREEIFY_THRESHOLD = 6
红黑树转链表阈值
MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64
链表转红黑树时hash表最小容量阈值,达不到优先扩容。
内部的执行机制源码
HashMap是线程不安全的,不安全的具体原因就是在高并发场景下,扩容可能产生死锁(Jdk1.7存在)以及get操作可能带来的数据丢失。
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