ConcurrentHashMap原始碼剖析(1.8版本)
ConcurrentHashMap原始碼剖析
基於jdk1.8。
資料結構
僅列出最重要的程式碼片段
Node
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
volatile V val;
volatile Node<K,V> next;
/**
* 子類中重寫了這個方法,這裡的find實現了在連結串列中查詢hash值等於h且key等於k的節點
*/
Node<K,V> find(int h, Object k) {
Node<K,V> e = this;
if (k != null) {
do {
K ek;
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == k || (ek != null && k.equals(ek))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
return null;
}
}
ForwardingNode
/**
* A node inserted at head of bins during transfer operations.
*/
// 並不是我們傳統的包含key-value的節點,只是一個標誌節點,並且指向nextTable,提供find方法而已。生命週期:僅存活於擴容操作且bin不為null時,一定會出現在每個bin的首位。
static final class ForwardingNode<K,V> extends Node<K,V> {
final Node<K,V>[] nextTable;
ForwardingNode(Node<K,V>[] tab) {
super(MOVED, null, null, null);
this.nextTable = tab;
}
Node<K,V> find(int h, Object k) {
// loop to avoid arbitrarily deep recursion on forwarding nodes
outer: for (Node<K,V>[] tab = nextTable;;) {
Node<K,V> e; int n;
if (k == null || tab == null || (n = tab.length) == 0 ||
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) == null)// 頭結點存在e中
return null;
for (;;) {
// 檢查頭結點是否為要找的node
int eh; K ek;
if ((eh = e.hash) == h &&
((ek = e.key) == k || (ek != null && k.equals(ek))))
return e;
// 如果頭結點不是要找的節點
if (eh < 0) {
// 頭結點hash值小於0
// 如果頭結點是ForwardingNode,那麼繼續下一個ForwardingNode的find邏輯
if (e instanceof ForwardingNode) {
tab = ((ForwardingNode<K,V>)e).nextTable;
continue outer;
}
// 如果頭結點不是ForwardingNode,就進行相應的find邏輯
else
return e.find(h, k);
}
// 查詢到尾部仍然沒有找到對應的node
if ((e = e.next) == null)
return null;
}
}
}
}
TreeNode
紅黑樹中的節點類,值得注意的是:TreeNode可用於構造雙向連結串列,Node包含next成員,同時,TreeNode加入了prev成員。
static final class TreeNode<K,V> extends Node<K,V> {
TreeNode<K,V> parent; // red-black tree links
TreeNode<K,V> left;
TreeNode<K,V> right;
TreeNode<K,V> prev; // needed to unlink next upon deletion
boolean red;
TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next,
TreeNode<K,V> parent) {
super(hash, key, val, next);
this.parent = parent;
}
Node<K,V> find(int h, Object k) {
return findTreeNode(h, k, null);
}
final TreeNode<K,V> findTreeNode(int h, Object k, Class<?> kc) {
if (k != null) {
TreeNode<K,V> p = this;
do {
int ph, dir; K pk; TreeNode<K,V> q;
TreeNode<K,V> pl = p.left, pr = p.right;
if ((ph = p.hash) > h)
p = pl;
else if (ph < h)
p = pr;
else if ((pk = p.key) == k || (pk != null && k.equals(pk)))
return p;
// hash值相等,key不等,左子樹不存在,搜尋右子樹
else if (pl == null)
p = pr;
// hash值相等,key不等,右子樹不存在,搜尋左子樹
else if (pr == null)
p = pl;
/*
* comparableClassFor的作用是:
* 如果k實現了Comparable介面,返回k的Class,
* 否則返回null。
* compareComparables的作用是:
* 將k與pk做比較
* 如果TreeNode的Key可以作比較,就可以繼續在樹中搜索
*/
else if ((kc != null ||
(kc = comparableClassFor(k)) != null) &&
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) != 0)
p = (dir < 0) ? pl : pr;
// 由於hash相等,key無法做比較,因此先在右子樹中找
else if ((q = pr.findTreeNode(h, k, kc)) != null)
return q;
// 右子樹沒有找到,繼續從當前的節點的左子樹中找
else
p = pl;
} while (p != null);
}
return null;
}
}
TreeBin
TreeBin封裝了紅黑樹的邏輯,有關紅黑樹, 可以參考的資料有《Algorithm》網站 以及 中文翻譯
附文章中提到的紅黑樹旋轉的動圖與TreeBin中的rotateLeft、rotateRight程式碼片段幫助理解。
左旋:
對應程式碼
static <K,V> TreeNode<K,V> rotateLeft(TreeNode<K,V> root,
TreeNode<K,V> p) {
TreeNode<K,V> r, pp, rl;
// p是圖中的E節點,r是圖中的S節點
if (p != null && (r = p.right) != null) {
if ((rl = p.right = r.left) != null)
rl.parent = p;
// p是根節點,則根節點需要變化
if ((pp = r.parent = p.parent) == null)
(root = r).red = false;
// p不是根節點,如果p是pp的左節點,就更新pp的left
else if (pp.left == p)
pp.left = r;
else
pp.right = r;
// 把p放在左子樹中
r.left = p;
p.parent = r;
}
return root;
}
右旋:
對應程式碼
static <K,V> TreeNode<K,V> rotateRight(TreeNode<K,V> root,
TreeNode<K,V> p) {
TreeNode<K,V> l, pp, lr;
// p是途中的S,l是圖中的E
if (p != null && (l = p.left) != null) {
if ((lr = p.left = l.right) != null)
lr.parent = p;
// p是根節點,則根節點需要變化
if ((pp = l.parent = p.parent) == null)
(root = l).red = false;
else if (pp.right == p)
pp.right = l;
else
pp.left = l;
l.right = p;
p.parent = l;
}
return root;
}
僅列出Treebin資料成員以及部分方法:
// 維護了一個紅黑樹
static final class TreeBin<K,V> extends Node<K,V> {
TreeNode<K,V> root;
// 連結串列頭結點,每次都將新節點插入到連結串列的頭部,成為新的頭結點
// 因此該連結串列中節點的順序與插入順序相反
volatile TreeNode<K,V> first;
volatile Thread waiter;
volatile int lockState;
/**
* 返回匹配的node或者沒有匹配的就返回null. 在樹中從根節點開始比較,
* 當鎖不可用的時候進行線性搜尋
*/
final Node<K,V> find(int h, Object k) {
if (k != null) {
for (Node<K,V> e = first; e != null; ) {
int s; K ek;
// 鎖不可用,lockState包含了WAITER或者WRITER標誌位
if (((s = lockState) & (WAITER|WRITER)) != 0) {
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == k || (ek != null && k.equals(ek))))
return e;
e = e.next;
}
// 鎖可用,當前物件設定為READER狀態
else if (U.compareAndSwapInt(this, LOCKSTATE, s,
s + READER)) {
TreeNode<K,V> r, p;
try {
// 在樹中查詢匹配的節點
p = ((r = root) == null ? null :
r.findTreeNode(h, k, null));
} finally {
Thread w;
// 取消當前鎖的READER狀態
if (U.getAndAddInt(this, LOCKSTATE, -READER) ==
(READER|WAITER) && (w = waiter) != null)
LockSupport.unpark(w);
}
return p;
}
}
}
return null;
}
// 尋找或者新增一個節點
final TreeNode<K,V> putTreeVal(int h, K k, V v) {
Class<?> kc = null;
boolean searched = false;
for (TreeNode<K,V> p = root;;) {
int dir, ph; K pk;
// 紅黑樹是空,直接插入到根節點
if (p == null) {
first = root = new TreeNode<K,V>(h, k, v, null, null);
break;
}
// 根據hash值設定標記位
else if ((ph = p.hash) > h)
dir = -1;
else if (ph < h)
dir = 1;
// hash值相同,並且k與pk相等(equals),直接返回
else if ((pk = p.key) == k || (pk != null && k.equals(pk)))
return p;
// hash相同,p與pk不equals,但是按照比較介面發現p與pk相等
else if ((kc == null &&
(kc = comparableClassFor(k)) == null) ||
(dir = compareComparables(kc, k, pk)) == 0) {
if (!searched) {
TreeNode<K,V> q, ch;
searched = true;
if (((ch = p.left) != null &&
(q = ch.findTreeNode(h, k, kc)) != null) ||
((ch = p.right) != null &&
(q = ch.findTreeNode(h, k, kc)) != null))
return q;
}
// 根據一種確定的規則來進行比較,至於規則本身具體是什麼病不重要
dir = tieBreakOrder(k, pk);
}
// 程式執行到這裡,說明當前節點不匹配,但子樹中可能會有匹配的Node
TreeNode<K,V> xp = p;
// 根據大小關係移動p到左子樹或者右子樹
// 如果滿足p為null,則說明樹中沒有節點能與之匹配,應當在p位置插入新節點,然後維護紅黑樹的性質
if ((p = (dir <= 0) ? p.left : p.right) == null) {
TreeNode<K,V> x, f = first;
first = x = new TreeNode<K,V>(h, k, v, f, xp);
if (f != null)
f.prev = x;
if (dir <= 0)
xp.left = x;
else
xp.right = x;
// 優先將新節點染為紅色
if (!xp.red)
x.red = true;
else {
lockRoot();
try {
root = balanceInsertion(root, x);
} finally {
unlockRoot();
}
}
break;
}
}
assert checkInvariants(root);
return null;
}
}
// 紅黑樹的平衡插入
static <K,V> TreeNode<K,V> balanceInsertion(TreeNode<K,V> root,
TreeNode<K,V> x) {
x.red = true; // 將x染成紅色
for (TreeNode<K,V> xp, xpp, xppl, xppr;;) {
// 根節點必須是黑色
if ((xp = x.parent) == null) {
x.red = false;
return x;
}
// 父節點是黑色或者父節點是根節點
// 總之父節點是黑色,那麼不會違反紅黑樹性質
// 不需要調整結構,直接返回根節點即可
else if (!xp.red || (xpp = xp.parent) == null)
return root;
// 父節點是紅色(需要調整),且在祖父節點的左子樹中
if (xp == (xppl = xpp.left)) {
// 因為父節點為紅色,所以xppr必須是紅色或空,不可能是黑色
// 祖父節點的右節點為紅色
if ((xppr = xpp.right) != null && xppr.red) {
/**
* 黑 紅
* / \ (染色後) / \
* 紅 紅 -> 黑 黑
* / /
* 紅 紅
*
* 可見通過調整顏色後,子樹不需要旋轉就可以滿足紅黑樹的性質
* 但由於xpp變成了紅色,有可能違反紅黑樹性質,仍然需要向上調整
*/
xppr.red = false;
xp.red = false;
xpp.red = true;
x = xpp;
}
// xppr是空
else {
/**
* 黑
* /
* 紅
* \
* 紅
*/
if (x == xp.right) {
/**
* 進行左旋操作,變為以下形式,
* 可以看出此時任然違反紅黑樹的性質,
* 然而x仍然指向了最下面衝突的紅色節點,
* 此處僅僅調整了樹的形狀
*
* 黑
* /
* 紅
* /
* 紅
*/
root = rotateLeft(root, x = xp);
xpp = (xp = x.parent) == null ? null : xp.parent;
}
/*
* 由於調整了樹的形狀,因此此時樹一定長成這個樣子
*
* 黑
* /
* 紅
* /
* 紅
*
* 在染色並右旋之後,變為
*
* 黑
* / \
* 紅 紅
*/
if (xp != null) {
xp.red = false;
if (xpp != null) {
xpp.red = true;
root = rotateRight(root, xpp);
}
}
}
}
// x在祖父節點的右子樹中,這種情況與x在祖父節點左子樹中類似,因此不多作解釋,不明白的話類比即可。
else {
/**
* 黑 紅
* / \ (染色後) / \
* 紅 紅 -> 黑 黑
* \ \
* 紅 紅色
*/
if (xppl != null && xppl.red) {
xppl.red = false;
xp.red = false;
xpp.red = true;
x = xpp;
}
else {
if (x == xp.left) {
root = rotateRight(root, x = xp);
xpp = (xp = x.parent) == null ? null : xp.parent;
}
if (xp != null) {
xp.red = false;
if (xpp != null) {
xpp.red = true;
root = rotateLeft(root, xpp);
}
}
}
}
}
}
核心成員
// ForwardingNode的hash值都是-1
static final int MOVED = -1;
// Treebin的hash值是-1
static final int TREEBIN = -2;
/**
* 在第一次insert的時候才進行初始化(延遲初始化)
* Size總是2的冪. 直接通過迭代器訪問.
*/
transient volatile Node<K,V>[] table;
// nextTable的用途:只有在擴容時是非空的
private transient volatile Node<K,V>[] nextTable;
/**
* Base counter value, used mainly when there is no contention,
* but also as a fallback during table initialization
* races. Updated via CAS.
*/
private transient volatile long baseCount;
/**
* sizeCtl是控制識別符號,不同的值表示不同的意義。
* -1代表正在初始化;
* -(1+有效擴容執行緒的數量),比如,-N 表示有N-1個執行緒正在進行擴容操作;
* 0 表示還未進行初始化
* 正數代表初始化或下一次進行擴容的大小,類似於擴容閾值。它的值始終是當前ConcurrentHashMap容量的0.75倍,這與loadfactor是對應的。實際容量>=sizeCtl,則擴容。
*/
private transient volatile int sizeCtl;
// 擴容的時候,next陣列下標+1
private transient volatile int transferIndex;
/**
* Spinlock (locked via CAS) used when resizing and/or creating CounterCells.
*/
private transient volatile int cellsBusy;
/**
* Table of counter cells. When non-null, size is a power of 2.
*/
private transient volatile CounterCell[] counterCells;
// 檢視
private transient KeySetView<K,V> keySet;
private transient ValuesView<K,V> values;
private transient EntrySetView<K,V> entrySet;
核心函式
ConcurrentHashMap(int initialCapacity)
之所以列出這個函式,是因為這個函式初始化了sizeCtl,並且可以看出table在這裡並沒有被初始化,而是在插入元素的時候進行延遲初始化。
我們要注意的是table的長度始終是2的冪,sizeCtl的值為正數時表示擴容的最小閥值。
// 需要注意的是,構造了一個能夠容納initialCapacity個元素的物件,
// 但實際table的大小比1.5倍的initialCapacity還多
public ConcurrentHashMap(int initialCapacity) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException();
// 保證cap是2的冪,其中tableSizeFor返回大於入參的最小的2的冪
int cap = ((initialCapacity >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ?
MAXIMUM_CAPACITY :
tableSizeFor(initialCapacity + (initialCapacity >>> 1) + 1));
this.sizeCtl = cap;
}
initTable
// 初始化table,使用sizeCtl記錄table的容量
// 為了保證併發訪問不會出現衝突,使用了Unsafe的CAS操作
private final Node<K,V>[] initTable() {
Node<K,V>[] tab; int sc;
// tab是空的
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// 如果已經初始化過
if ((sc = sizeCtl) < 0)
Thread.yield(); // 退出初始化陣列的競爭; just spin
// 如果沒有執行緒在初始化,將sizeCtl設定為-1,表示正在初始化
// CAS操作,由此可見sizeCtl維護table的併發訪問
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
try {
// 再次檢查table是否為空
if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// 計算分配多少個Node
// sc大於0的時候表示要分配的大小
// 否則預設分配16個node
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
@SuppressWarnings("unchecked")
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
table = tab = nt;
// 下次擴容的最小閥值0.75*n
// 注意0.75 * n < n,而且它很可能不是2的冪,
// 例如n = 16, 則sc = 12;
// 因此這個閥值在後續擴容情況下實際上不會成為陣列的容量值,但它可以用來能保證使用者提供了容量大小時,能夠容納使用者要求數目的元素。
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
sizeCtl = sc;
}
break;
}
}
return tab;
}
put
put過程的描述:
為表述方便,用符號i 來表示 (n - 1) & hash,用newNode表示使用key,value建立的節點
loop:
{
if table == null
{
初始化一個預設長度為16的陣列
}
else table[i] == null
{
table[i] = newNode
}
else hash == -1,table[i]是ForwardingNode
{
進行整合表的操作
}
else
{
if hash >= 0,table[i]不是特殊Node(連結串列中的Node)
{
將newNode插入到連結串列中
}
else table[i]是TreeBin
{
newNode插入到TreeNode中
}
}
addCount(1L, binCount);
}
通過研讀程式碼,發現Doug Lea使用了一種有效且高效的技巧:
在迴圈裡面巢狀使用CAS操作。這種技巧把臨界區變得很小,因此比較高效。
put原始碼如下:
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
/** put和putIfAbsent都是通過呼叫putVal方法來實現的*/
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// ConcurrentHashMap不支援key和value是null
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
// 獲取hash值
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
// case 1:tab為null,需要初始化tab
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
// case 2: 沒有任何節點hash值與當前要插入的節點相同
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
break; // no lock when adding to empty bin
}
// case 3: 當遇到表連線點時,需要進行整合表的操作
// 需要注意的是,遇到連線點的時候,並沒有插入新節點,僅僅幫助擴容,因為當前執行緒迫切需要儘快插入新節點,只能等待擴容完畢才有可能插入新節點
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
// case 4: 找到對應於hash值的連結串列首節點,且該節點不是連線節點
else {
V oldVal = null;
synchronized (f) {
if (tabAt(tab, i) == f) {
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
// 如果找到相同key的node,根據onlyIfAbsent來更新node的值
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
// 如果一直到連結串列的尾部都沒有找到任何node的key與key相同,就插入到連結串列的尾部
Node<K,V> pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
// 如果該節點是TreeBin,就插入到TreeBin中
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
binCount = 2;
// 當存在相同的key時,putTreeVal不會修改那個TreeNode,而是返回給p,由onlyIfAbsent決定是否修改p.val
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
// 若連結串列長度不低於8,就將連結串列轉換為樹
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
// 新增計數,如有需要,擴容
addCount(1L, binCount);
return null;
}
// 給tab[i]賦值
// 如果tab[i]等於c,就將tab[i]與v交換數值
static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
}
/**
* 協助擴容方法。
* 多執行緒下,當前執行緒檢測到其他執行緒正進行擴容操作,則協助其一起擴容;
*(只有這種情況會被呼叫)從某種程度上說,其“優先順序”很高,
* 只要檢測到擴容,就會放下其他工作,先擴容。
* 呼叫之前,nextTable一定已存在。
*/
final Node<K,V>[] helpTransfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V> f) {
Node<K,V>[] nextTab; int sc;
// 如果f是tab中的連線節點,並且它所連線的table非空
if (tab != null && (f instanceof ForwardingNode) &&
(nextTab = ((ForwardingNode<K,V>)f).nextTable) != null) {
// 標誌位
int rs = resizeStamp(tab.length);
// 當正在擴容時,幫助擴容
while (nextTab == nextTable && table == tab &&
(sc = sizeCtl) < 0) {
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
break;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) {
transfer(tab, nextTab);
break;
}
}
return nextTab;
}
return table;
}
get
get方法比較簡單,沒有使用鎖,而是用Unsafe來保證獲取的頭結點是volatile的
public V get(Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
// 獲取hash值h
int h = spread(key.hashCode());
// tab只是儲存了hash值相同的頭結點
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && // table裡面有元素
(e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {// 根據h來獲取頭結點e
// hash值相同,如果找到key,直接返回
if ((eh = e.hash) == h) {
if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
return e.val;
}
// todo:看一下hash值什麼時候小於0
else if (eh < 0)
return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
while ((e = e.next) != null) {
if (e.hash == h &&
((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
return e.val;
}
}
return null;
}
//tableAt方法使用了Unsafe物件來獲取陣列中下標為i的物件
static final <K,V> Node<K,V> tabAt(Node<K,V>[] tab, int i) {
// 第i個元素實際地址i * (2^ASHIFT) + ABASE
return (Node<K,V>)U.getObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE);
}
treeifyBin
// 如果tab的長度很小,小於64個,就嘗試進行擴容為兩倍,
// 否則就將以tab[index]開頭的連結串列轉換為Treebin
private final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int index) {
Node<K,V> b; int n, sc;
if (tab != null) {
// tab的長度小於64,就嘗試進行擴容
if ((n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
tryPresize(n << 1);
else if ((b = tabAt(tab, index)) != null && b.hash >= 0) {
synchronized (b) {
if (tabAt(tab, index) == b) {
TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
// 這個迴圈建立了TreeNode中的雙向連結串列,hd儲存了雙向連結串列的頭結點
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));
}
}
}
}
}
tryPresize
// 嘗試擴容使它能放size個元素
private final void tryPresize(int size) {
// 計算擴容後的數量
int c = (size >= (MAXIMUM_CAPACITY >>> 1)) ? MAXIMUM_CAPACITY :
tableSizeFor(size + (size >>> 1) + 1);
int sc;
while ((sc = sizeCtl) >= 0) {
Node<K,V>[] tab = table; int n;
// 如果tab是空的,直接擴容
if (tab == null || (n = tab.length) == 0) {
// 計算擴容後的容量
n = (sc > c) ? sc : c;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
try {
if (table == tab) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
table = nt;
// 下次擴容的容量閥值是0.75 * n
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
sizeCtl = sc;
}
}
}
// 容量已經夠用,不需要進行擴容;或者容量太大,無法進行擴容。
else if (c <= sc || n >= MAXIMUM_CAPACITY)
break;
// 仍然需要擴容
else if (tab == table) {
int rs = resizeStamp(n);
// todo:不是很懂為什麼會出現 sc < 0 ?先看一下transfer的實現
if (sc < 0) {
Node<K,V>[] nt;
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null ||
transferIndex <= 0)
break;
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1))
transfer(tab, nt);
}
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,
(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
transfer(tab, null);
}
}
}
transfer
虛擬碼:
n = table.length
nextTable = new Node[2 * n]
forwardingNode = new ForwardingNode
forwardingNode.nextTable = nextTable;
for(table[i] : table)
{
for(p = table[i]; p != null ; p = p.next)
{
if(p.hash & n == 0)
將p放入nextTable[i]的資料集合中
else
將p放入nextTable[i+n]的資料集合中
}
table[i] = forwardingNode;
}
table = nextTable;
nextTable = null;
數學公式:
已知:n = 2 ^ k , hash & (n-1) = i,顯而易見:
(1)若 hash & n = 0, 則 hash &(2*n - 1) = i ;
(2)若 hash & n != 0, 則 hash&(2*n - 1) = i + n。
原始碼在此:
// 把table中所有的Node放入新的table中
private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) {
int n = tab.length, stride;
if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE)
stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range
if (nextTab == null) { // initiating
try {
@SuppressWarnings("unchecked")
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n << 1];
nextTab = nt;
} catch (Throwable ex) { // try to cope with OOME
sizeCtl = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
nextTable = nextTab;
transferIndex = n;
}
int nextn = nextTab.length;
ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab);
boolean advance = true;
boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab
for (int i = 0, bound = 0;;) {
Node<K,V> f; int fh;
while (advance) {
int nextIndex, nextBound;
if (--i >= bound || finishing)
advance = false;
else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) {
i = -1;
advance = false;
}
else if (U.compareAndSwapInt
(this, TRANSFERINDEX, nextIndex,
nextBound = (nextIndex > stride ?
nextIndex - stride : 0))) {
bound = nextBound;
i = nextIndex - 1;
advance = false;
}
}
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