添加方法
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添加方法
public V put(K key, V value) {
// 第三个参数 onlyIfAbsent 为 false 表示哈希表中存在相同的 key 时【用当前数据覆盖旧数据】
return putVal(key, value, false);
}
- putVal()
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// 【ConcurrentHashMap 不能存放 null 值】
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
// 扰动运算，高低位都参与寻址运算
int hash = spread(key.hashCode());
// 表示当前 k-v 封装成 node 后插入到指定桶位后，在桶位中的所属链表的下标位置
int binCount = 0;
// tab 引用当前 map 的数组 table，开始自旋
for (Node\<K,V\>[] tab = table;;) {
// f 表示桶位的头节点，n 表示哈希表数组的长度
// i 表示 key 通过寻址计算后得到的桶位下标，fh 表示桶位头结点的 hash 值
Node\<K,V\> f; int n, i, fh;
// 【CASE1】：表示当前 map 中的 table 尚未初始化
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
//【延迟初始化】
tab = initTable();
// 【CASE2】：i 表示 key 使用【寻址算法】得到 key 对应数组的下标位置，tabAt 获取指定桶位的头结点f
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
// 对应的数组为 null 说明没有哈希冲突，直接新建节点添加到表中
if (casTabAt(tab, i, null, new Node\<K,V\>(hash, key, value, null)))
break;
}
// 【CASE3】：逻辑说明数组已经被初始化，并且当前 key 对应的位置不为 null
// 条件成立表示当前桶位的头结点为 FWD 结点，表示目前 map 正处于扩容过程中
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
// 当前线程【需要去帮助哈希表完成扩容】
tab = helpTransfer(tab, f);
// 【CASE4】：哈希表没有在扩容，当前桶位可能是链表也可能是红黑树
else {
// 当插入 key 存在时，会将旧值赋值给 oldVal 返回
V oldVal = null;
// 【锁住当前 key 寻址的桶位的头节点】
synchronized (f) {
// 这里重新获取一下桶的头节点有没有被修改，因为可能被其他线程修改过，这里是线程安全的获取
if (tabAt(tab, i) == f) {
// 【头节点的哈希值大于 0 说明当前桶位是普通的链表节点】
if (fh >= 0) {
// 当前的插入操作没出现重复的 key，追加到链表的末尾，binCount表示链表长度 -1
// 插入的key与链表中的某个元素的 key 一致，变成替换操作，binCount 表示第几个节点冲突
binCount = 1;
// 迭代循环当前桶位的链表，e 是每次循环处理节点，e 初始是头节点
for (Node\<K,V\> e = f;; ++binCount) {
// 当前循环节点 key
K ek;
// key 的哈希值与当前节点的哈希一致，并且 key 的值也相同
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
// 把当前节点的 value 赋值给 oldVal
oldVal = e.val;
// 允许覆盖
if (!onlyIfAbsent)
// 新数据覆盖旧数据
e.val = value;
// 跳出循环
break;
}
Node\<K,V\> pred = e;
// 如果下一个节点为空，把数据封装成节点插入链表尾部，【binCount 代表长度 - 1】
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node\<K,V\>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
// 当前桶位头节点是红黑树
else if (f instanceof TreeBin) {
Node\<K,V\> p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin\<K,V\>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
// 条件成立说明当前是链表或者红黑树
if (binCount != 0) {
// 如果 binCount >= 8 表示处理的桶位一定是链表，说明长度是 9
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
// 树化
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
// 统计当前 table 一共有多少数据，判断是否达到扩容阈值标准，触发扩容
// binCount = 0 表示当前桶位为 null，node 可以直接放入，2 表示当前桶位已经是红黑树
addCount(1L, binCount);
return null;
}
- spread()：扰动函数 将 hashCode 无符号右移 16 位，高 16bit 和低 16bit 做异或，最后与 HASH_BITS 相与变成正数，与树化节点和转移节点区分，把高低位都利用起来减少哈希冲突，保证散列的均匀性
static final int spread(int h) {
return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS; // 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
}
- initTable()：初始化数组，延迟初始化
private final Node\<K,V\>[] initTable() {
// tab 引用 map.table，sc 引用 sizeCtl
Node\<K,V\>[] tab; int sc;
// table 尚未初始化，开始自旋
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// sc < 0 说明 table 正在初始化或者正在扩容，当前线程可以释放 CPU 资源
if ((sc = sizeCtl) < 0)
Thread.yield();
// sizeCtl 设置为 -1，相当于加锁，【设置的是 SIZECTL 位置的数据】，
// 因为是 sizeCtl 是基本类型，不是引用类型，所以 sc 保存的是数据的副本
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
try {
// 线程安全的逻辑，再进行一次判断
if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// sc > 0 创建 table 时使用 sc 为指定大小，否则使用 16 默认值
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
// 创建哈希表数组
Node\<K,V\>[] nt = (Node\<K,V\>[])new Node<?,?>[n];
table = tab = nt;
// 扩容阈值，n >>> 2 => 等于 1/4 n ，n - (1/4)n = 3/4 n => 0.75 * n
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
// 解锁，把下一次扩容的阈值赋值给 sizeCtl
sizeCtl = sc;
}
break;
}
}
return tab;
}
- treeifyBin()：树化方法
private final void treeifyBin(Node\<K,V\>[] tab, int index) {
Node\<K,V\> b; int n, sc;
if (tab != null) {
// 条件成立：【说明当前 table 数组长度未达到 64，此时不进行树化操作，进行扩容操作】
if ((n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
// 当前容量的 2 倍
tryPresize(n << 1);
// 条件成立：说明当前桶位有数据，且是普通 node 数据。
else if ((b = tabAt(tab, index)) != null && b.hash >= 0) {
// 【树化加锁】
synchronized (b) {
// 条件成立：表示加锁没问题。
if (tabAt(tab, index) == b) {
TreeNode\<K,V\> hd = null, tl = null;
for (Node\<K,V\> e = b; e != null; e = e.next) {
TreeNode\<K,V\> p = new TreeNode\<K,V\>(e.hash, e.key, e.val,null, null);
if ((p.prev = tl) == null)
hd = p;
else
tl.next = p;
tl = p;
}
setTabAt(tab, index, new TreeBin\<K,V\>(hd));
}
}
}
}
}
- addCount()：添加计数，代表哈希表中的数据总量
private final void addCount(long x, int check) {
// 【上面这部分的逻辑就是 LongAdder 的累加逻辑】
CounterCell[] as; long b, s;
// 判断累加数组 cells 是否初始化，没有就去累加 base 域，累加失败进入条件内逻辑
if ((as = counterCells) != null ||
!U.compareAndSwapLong(this, BASECOUNT, b = baseCount, s = b + x)) {
CounterCell a; long v; int m;
// true 未竞争，false 发生竞争
boolean uncontended = true;
// 判断 cells 是否被其他线程初始化
if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
// 前面的条件为 fasle 说明 cells 被其他线程初始化，通过 hash 寻址对应的槽位
(a = as[ThreadLocalRandom.getProbe() & m]) == null ||
// 尝试去对应的槽位累加，累加失败进入 fullAddCount 进行重试或者扩容
!(uncontended = U.compareAndSwapLong(a, CELLVALUE, v = a.value, v + x))) {
// 与 Striped64#longAccumulate 方法相同
fullAddCount(x, uncontended);
return;
}
// 表示当前桶位是 null，或者一个链表节点
if (check <= 1)
return;
// 【获取当前散列表元素个数】，这是一个期望值
s = sumCount();
}
// 表示一定 【是一个 put 操作调用的 addCount】
if (check >= 0) {
Node\<K,V\>[] tab, nt; int n, sc;
// 条件一：true 说明当前 sizeCtl 可能为一个负数表示正在扩容中，或者 sizeCtl 是一个正数，表示扩容阈值
// false 表示哈希表的数据的数量没达到扩容条件
// 然后判断当前 table 数组是否初始化了，当前 table 长度是否小于最大值限制，就可以进行扩容
while (s >= (long)(sc = sizeCtl) && (tab = table) != null &&
(n = tab.length) < MAXIMUM_CAPACITY) {
// 16 -> 32 扩容 标识为：1000 0000 0001 1011，【负数，扩容批次唯一标识戳】
int rs = resizeStamp(n);
// 表示当前 table，【正在扩容】，sc 高 16 位是扩容标识戳，低 16 位是线程数 + 1
if (sc < 0) {
// 条件一：判断扩容标识戳是否一样，fasle 代表一样
// 勘误两个条件：
// 条件二是：sc == (rs << 16 ) + 1，true 代表扩容完成，因为低16位是1代表没有线程扩容了
// 条件三是：sc == (rs << 16) + MAX_RESIZERS，判断是否已经超过最大允许的并发扩容线程数
// 条件四：判断新表的引用是否是 null，代表扩容完成
// 条件五：【扩容是从高位到低位转移】，transferIndex < 0 说明没有区间需要扩容了
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null ||
transferIndex <= 0)
break;
// 设置当前线程参与到扩容任务中，将 sc 低 16 位值加 1，表示多一个线程参与扩容
// 设置失败其他线程或者 transfer 内部修改了 sizeCtl 值
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1))
//【协助扩容线程】，持有nextTable参数
transfer(tab, nt);
}
// 逻辑到这说明当前线程是触发扩容的第一个线程，线程数量 + 2
// 1000 0000 0001 1011 0000 0000 0000 0000 +2 => 1000 0000 0001 1011 0000 0000 0000 0010
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
//【触发扩容条件的线程】，不持有 nextTable，初始线程会新建 nextTable
transfer(tab, null);
s = sumCount();
}
}
}
- resizeStamp()：扩容标识符，每次扩容都会产生一个，不是每个线程都产生，16 扩容到 32 产生一个，32 扩容到 64 产生一个
/**
* 扩容的标识符
* 16 -> 32 从16扩容到32
* numberOfLeadingZeros(16) => 1 0000 => 32 - 5 = 27 => 0000 0000 0001 1011
* (1 << (RESIZE_STAMP_BITS - 1)) => 1000 0000 0000 0000 => 32768
* ---------------------------------------------------------------
* 0000 0000 0001 1011
* 1000 0000 0000 0000
* 1000 0000 0001 1011
* 永远是负数
*/
static final int resizeStamp(int n) {
// 或运算
return Integer.numberOfLeadingZeros(n) | (1 << (RESIZE_STAMP_BITS - 1)); // (16 -1 = 15)
}