Java怎么实现大的map_关于Java中的ConcurrentHashMap的实现原理有大神可以详细介绍下吗?...
1)相对于HashTable 整个加锁的形式,采用了分段加锁的方式,只有hash值在同一个段中的数据才会发生竞争,如果分n段,理论上最高的并发度也是n。
2)分析get操作
比较一下HashTable的get操作,是通过synchronized加了锁的
public synchronized V get(Object key) {
Entry tab[] = table;
int hash = hash(key);
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
for (Entry e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {
if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
return e.value;
}
}
return null;
}
而在ConcurrentHashMap当中,是通过Segment的get操作获取的
-------------------------------------------------
①
问:ConcurrentHashMap的get操作有没有加锁?
答:并没有
问:那怎么实现的并发安全准确的读取数据呢?
答:当出现有key,但是没有value的情况时,将加lock锁,等待value值写入,再读取,防止读不到最新的值。
②
问:ConcurrentHashMap有哪些参数可以在构造方法中设置?
答:concurrencyLevel 并发度,也就是segment的段数 loadfactor 加载因子,进行扩容的阀值因子 initialCapacity 初始化总的线性链的个数,平均分配到每个segment当中
问:为什么concurrencyLevel 和每个segment当中的链表数都设置成2的n次方形式?
为了根据hash值得前缀或者后缀快速定位所属的segment和线性链
③
static final class HashEntry {
final K key;
final int hash;
volatile V value;
final HashEntry next;
}
HashEntry节点key hash next 都定义成final为什么? volatile修饰value为什么?
为了防止链表结构被破坏,出现ConcurrentModification的情况。
-------------------------------
//返回键值key映射的value值,当不包含key键时返回nullpublic V get(Object key) {
int hash = hash(key.hashCode());
return segmentFor(hash).get(key, hash);
}
/* Specialized implementations of map methods */
V get(Object key, int hash) {
if (count != 0) { // read-volatile HashEntry e = getFirst(hash);
while (e != null) {
if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {
V v = e.value;
if (v != null)
return v;
return readValueUnderLock(e); // recheck }
e = e.next;
}
}
return null;
}
Segment的get操作没有加锁又是怎么实现并发的呢?
ConcurrentHashMap的get操作是直接委托给Segment的get方法
get操作不需要锁。
第一步是访问count变量,这是一个volatile变量,由于所有的修改操作在进行结构修改时都会在最后一步写count变量,通过这种机制保证get操作能够得到最新的结构更新。
下面都是Segment内部的变量和方法
/*** The number of elements in this segment's region.*/
transient volatile int count;
/*** Returns properly casted first entry of bin for given hash.*/
HashEntry getFirst(int hash) {
HashEntry[] tab = table;
return tab[hash & (tab.length - 1)];
}
链表节点
static final class HashEntry {
final K key;
final int hash;
volatile V value;
final HashEntry next;
HashEntry(K key, int hash, HashEntry next, V value) {
this.key = key;
this.hash = hash;
this.next = next;
this.value = value;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
static final HashEntry[] newArray(int i) {
return new HashEntry[i];
}
}
对于非结构更新,也就是结点值的改变,由于HashEntry的value变量是volatile的,也能保证读取到最新的值。
接下来就是对hash链进行遍历找到要获取的结点,如果没有找到,直接访回null。对hash链进行遍历不需要加锁的原因在于链指针next是final的。
但是头指针却不是final的,这是通过getFirst(hash)方法返回,也就是存在table数组中的值。这使得getFirst(hash)可能返回过时的头结点,
例如,当执行get方法时,刚执行完getFirst(hash)之后,另一个线程执行了删除操作并更新头结点,这就导致get方法中返回的头结点不是最新的。这是可以允许,通过对count变量的协调机制,get能读取到几乎最新的数据,虽然可能不是最新的。要得到最新的数据,只有采用完全的同步。
最后,如果找到了所求的结点,判断它的值如果非空就直接返回,否则在有锁的状态下再读一次。这似乎有些费解,理论上结点的值不可能为空,这是因为put的时候就进行了判断,如果为空就要抛NullPointerException。空值的唯一源头就是HashEntry中的默认值,因为HashEntry中的value不是final的,非同步读取有可能读取到空值。仔细看下put操作的语句:tab[index] = new HashEntry(key, hash, first, value),在这条语句中,HashEntry构造函数中对value的赋值以及对tab[index]的赋值可能被重新排序,这就可能导致结点的值为空。这种情况应当很罕见,一旦发生这种情况,ConcurrentHashMap采取的方式是在持有锁的情况下再读一遍,这能够保证读到最新的值,并且一定不会为空值。
参考于
http://www.iteye.com/topic/344876
Java8中的实现原理与Java7已经有很大不同了http://www.importnew.com/28263.htmlwww.importnew.com
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