併發編程——ConcurrentHashMap#helpTransfer() 分析

時間 2019-11-24

標籤併發編程 concurrenthashmap#helptransfer concurrenthashmap helptransfer 分析欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

前言

ConcurrentHashMap 鬼斧神工，併發添加元素時，若是 map 正在擴容，其餘線程甚至於還會幫助擴容，也就是多線程擴容。就這一點，就能夠寫一篇文章好好講講。今天一塊兒來看看。java

源碼分析

爲何幫助擴容？node

在 putVal 方法中，若是發現線程當前 hash 衝突了，也就是當前 hash 值對應的槽位有值了，且若是這個值是 -1 （MOVED），說明 Map 正在擴容。那麼就幫助 Map 進行擴容。以加快速度。多線程

具體代碼以下：併發

int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
    Node<K,V> f; int n, i, fh;
    if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
        tab = initTable();
    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
    } // 若是對應槽位不爲空，且他的 hash 值是 -1，說明正在擴容，那麼就幫助其擴容。以加快速度
    else if ((fh = f.hash) == MOVED)
        tab = helpTransfer(tab, f);
複製代碼

傳入的參數是：成員變量 table 和對應槽位的 f 變量。源碼分析

怎麼驗證 hash 值是 MOVED 就是正在擴容呢?this

在 Cmap（ConcurrentHashMap 簡稱）中，定義了一堆常量，其中：spa

static final int MOVED     = -1; // hash for forwarding nodes
複製代碼

hash for forwarding nodes，說明這個爲了移動節點而準備的常量。線程

在 Node 的子類 ForwardingNode 的構造方法中，能夠看到這個變量做爲 hash 值進行了初始化。code

ForwardingNode(Node<K,V>[] tab) {
    super(MOVED, null, null, null);
    this.nextTable = tab;
}
複製代碼

而這個構造方法只在一個地方調用了，即 transfer（擴容）方法。cdn

點到爲止。

關於擴容後面再開一篇。

好了，如何幫助擴容呢？那要看看 helpTransfer 方法的實現。

/** * Helps transfer if a resize is in progress. */
final Node<K,V>[] helpTransfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V> f) {
    Node<K,V>[] nextTab; int sc;
    // 若是 table 不是空 且 node 節點是轉移類型，數據檢驗
    // 且 node 節點的 nextTable（新 table） 不是空，一樣也是數據校驗
    // 嘗試幫助擴容
    if (tab != null && (f instanceof ForwardingNode) &&
        (nextTab = ((ForwardingNode<K,V>)f).nextTable) != null) {
    	// 根據 length 獲得一個標識符號
        int rs = resizeStamp(tab.length);
    	// 若是 nextTab 沒有被併發修改 且 tab 也沒有被併發修改
    	// 且 sizeCtl < 0 （說明還在擴容）
        while (nextTab == nextTable && table == tab &&
               (sc = sizeCtl) < 0) {
        	// 若是 sizeCtl 無符號右移 16 不等於 rs （ sc前 16 位若是不等於標識符，則標識符變化了）
        	// 或者 sizeCtl == rs + 1 （擴容結束了，再也不有線程進行擴容）（默認第一個線程設置 sc ==rs 左移 16 位 + 2，當第一個線程結束擴容了，就會將 sc 減一。這個時候，sc 就等於 rs + 1）
        	// 或者 sizeCtl == rs + 65535 （若是達到最大幫助線程的數量，即 65535）
        	// 或者轉移下標正在調整 （擴容結束）
        	// 結束循環，返回 table
            if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
                sc == rs + MAX_RESIZERS || transferIndex <= 0)
                break;
            // 若是以上都不是, 將 sizeCtl + 1, （表示增長了一個線程幫助其擴容）
            if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1)) {
            	// 進行轉移
                transfer(tab, nextTab);
                // 結束循環
                break;
            }
        }
        return nextTab;
    }
    return table;
}
複製代碼

關於 sizeCtl 變量：

-1 :表明table正在初始化,其餘線程應該交出CPU時間片 -N: 表示正有N-1個線程執行擴容操做（高 16 位是 length 生成的標識符，低 16 位是擴容的線程數）大於 0: 若是table已經初始化,表明table容量,默認爲table大小的0.75,若是還未初始化,表明須要初始化的大小

代碼步驟：