1.7和1.8中的ConCurrentHashMap對比

1.7和1.8中的ConCurrentHashMap對比

1.7中

數據結構

jdk1.7中採用Segment + HashEntry的方式進行實現，

 

初始化

ConcurrentHashMap初始化時，計算出Segment數組的大小ssize和每個Segment中HashEntry數組的大小cap，並初始化Segment數組的第一個元素；其中ssize大小爲2的冪次方，默認爲16，cap大小也是2的冪次方，最小值爲2，最終結果根據根據初始化容量initialCapacity進行計算。其中Segment在實現上繼承了ReentrantLock，這樣就自帶了鎖的功能。

Put實現

當執行put方法插入數據時，根據key的hash值，在Segment數組中找到相應的位置，如果相應位置的Segment還未初始化，則通過CAS進行賦值，接着執行Segment對象的put方法通過加鎖機制插入數據，實現如下：

場景：線程A和線程B同時執行相同Segment對象的put方法

線程A執行tryLock()方法成功獲取鎖，則把HashEntry對象插入到相應的位置；

線程B獲取鎖失敗，則執行scanAndLockForPut()方法，在scanAndLockForPut方法中，會通過重複執行tryLock()方法嘗試獲取鎖，在多處理器環境下，重複次數爲64，單處理器重複次數爲1，當執行tryLock()方法的次數超過上限時，則執行lock()方法掛起線程B；

當線程A執行完插入操作時，會通過unlock()方法釋放鎖，接着喚醒線程B繼續執行；

size實現

因爲ConcurrentHashMap是可以併發插入數據的，所以在準確計算元素時存在一定的難度，一般的思路是統計每個Segment對象中的元素個數，然後進行累加，但是這種方式計算出來的結果並不一樣的準確的，因爲在計算後面幾個Segment的元素個數時，已經計算過的Segment同時可能有數據的插入或則刪除，在1.7的實現中，採用瞭如下方式：

先採用不加鎖的方式，連續計算元素的個數，最多計算3次：

如果前後兩次計算結果相同，則說明計算出來的元素個數是準確的；

如果前後兩次計算結果都不同，則給每個Segment進行加鎖，再計算一次元素的個數；

1.8中

數據結構

1.8中放棄了Segment臃腫的設計，取而代之的是採用Node + CAS + Synchronized來保證併發安全進行實現。

 

 

 

只有在執行第一次put方法時纔會調用initTable()初始化Node數組。

put實現

當執行put方法插入數據時，根據key的hash值，在Node數組中找到相應的位置，實現如下：

1、如果相應位置的Node還未初始化，則通過CAS插入相應的數據；

2、如果相應位置的Node不爲空，且當前該節點不處於移動狀態，則對該節點加synchronized鎖，如果該節點的hash不小於0，則遍歷鏈表更新節點或插入新節點；

3、如果該節點是TreeBin類型的節點，說明是紅黑樹結構，則通過putTreeVal方法往紅黑樹中插入節點；

4、如果binCount不爲0，說明put操作對數據產生了影響，如果當前鏈表的個數達到8個，則通過treeifyBin方法轉化爲紅黑樹，如果oldVal不爲空，說明是一次更新操作，沒有對元素個數產生影響，則直接返回舊值；

5、如果插入的是一個新節點，則執行addCount()方法嘗試更新元素個數baseCount；

size實現

1.8中使用一個volatile類型的變量baseCount記錄元素的個數，當插入新數據或則刪除數據時，會通過addCount()方法更新baseCount。

1、初始化時counterCells爲空，在併發量很高時，如果存在兩個線程同時執行CAS修改baseCount值，則失敗的線程會繼續執行方法體中的邏輯，使用CounterCell記錄元素個數的變化；

2、如果CounterCell數組counterCells爲空，調用fullAddCount()方法進行初始化，並插入對應的記錄數，通過CAS設置cellsBusy字段，只有設置成功的線程才能初始化CounterCell數組。

3、如果通過CAS設置cellsBusy字段失敗的話，則繼續嘗試通過CAS修改baseCount字段，如果修改baseCount字段成功的話，就退出循環，否則繼續循環插入CounterCell對象；

所以在1.8中的size實現比1.7簡單多，因爲元素個數保存baseCount中，部分元素的變化個數保存在CounterCell數組中，通過累加baseCount和CounterCell數組中的數量，即可得到元素的總個數。