1.8 ConcurrentHashMap 总结

Node 数组 + 链表 + 红黑树

synchronized + CAS

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;
}

• key 和 value 不能为 null，否则抛出空指针异常
• 计算 hash 值：key.hashCode() 高 16 位与低 16 位异或后将最高位(符号位)置 0，保证其非负，因为 hash 值为负数时有特殊含义：

  static final int MOVED     = -1; // hash for forwarding nodes
  static final int TREEBIN    = -2; // hash for roots of trees
  static final int RESERVED  = -3; // hash for transient reservations
  

• 判断数组是否已初始化，若未初始化则调用 initTable() 方法进行初始化，使用了 CAS 操作
• 找到下标处的元素 (下标计算方式为 hash & length - 1)
• 如果下标位置的元素为 null 则直接插入 (CAS)
• 若正在扩容则帮助扩容
• synchronized 锁住下标处的元素
  • 链表：使用尾插法插入新节点，若插入后链表长度超过 8 且数组长度 >= 64 则进行转红黑树（第二个条件不满足则进行扩容）
  • 红黑树：调用 putTreeVal 方法将节点插入到红黑树中
• 调用 addCount 方法，计数并判断是否需要扩容 (扩容条件好像比 元素数量(插入后) > 容量 * 加载因子(默认0.75) 还要强一点，fullAddCount 后直接 return 了，暂时还没弄清楚)；baceCount 和 counterCells 共同计数，获取元素个数时需要将 baseCount 和 counterCells 中各个位置的 value 加起来

• 若其他线程已经在扩容了则帮助扩容
• 数据迁移过程
  • synchronized 锁住下标处的元素
    • 链表：找到最后一段新下标相同的小链表，遍历其他元素，按新下标位置构造两条链表 (头插法)，然后一次性移过去 (效果与 1.7 相同)，最后把老数组上该位置的元素设置为 ForwardingNode 对象
    • 红黑树：按新下标构造两条双向链表，若链表长度小于等于 6 则将该链表的节点类型 (TreeNode) 转换为普通链表节点，若链表长度大于 6，如果另一条链表不为空则需要重新树化 (另一条链表为空则就是原来那棵树整个移过去)

与 HashMap 类似，不过数组元素的类型是 TreeBin 而不是 TreeNode，树的根节点作为 TreeBin 的属性，这样根节点的改变就不会对锁造成影响了，因为锁的是 TreeBin 对象