继续浏览精彩内容
慕课网APP
程序员的梦工厂
打开
继续
感谢您的支持,我会继续努力的
赞赏金额会直接到老师账户
将二维码发送给自己后长按识别
微信支付
支付宝支付

HashMap并发下的问题以及HashTable和CurrentHashMap的区别

拉风的咖菲猫
关注TA
已关注
手记 311
粉丝 44
获赞 212

HashMap造成的死循环

resize分析

void resize(int newCapacity) {472         Entry[] oldTable = table;473         int oldCapacity = oldTable.length;474         if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {475             threshold = Integer.MAX_VALUE;476             return;477         }478 479         Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];480         transfer(newTable);481         table = newTable;482         threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);483     }
void transfer(Entry[] newTable) {489         Entry[] src = table;490         int newCapacity = newTable.length;491         for (int j = 0; j < src.length; j++) {492             Entry<K,V> e = src[j];493             if (e != null) {494                 src[j] = null;495                 do {496                     Entry<K,V> next = e.next;//用于判断后面循环是否继续497                     int i = indexFor(e.hash, newCapacity);498                     e.next = newTable[i];499                     newTable[i] = e;500                     e = next;501                 } while (e != null);502             }503         }504     }
  • 当hashmap大小超过阈值的时候,会进行扩容

  • 看看第497到500行代码做了什么

  • 取出原table中的一个Entry e

  • 计算该Entry e的在新表的新下标,然后将新table该下标的Entry从新table拿出来,作为Entry e的next,再把将e放到newTable,newTable[i]=e

  • 那么其实他做的就是在原table的Entry取出来,计算他的新下标,然后将这个Entry放入新的table,放入新table的时候,是做为链头,原来的Entry接在后面,实际上就相当于链表的头插法

并发情况下的resize

  • put完成之后的结果

  • 如果此时有两个线程,线程一完成resize,结果如下

  • 此前线程二之前只执行了第一层Entry<K,V> next = e.next,所以对于线程二来说,此时e为3,next是7(这个是判断后面循环是否终止),然后继续resize

  • 执行497到501的代码

  • while(e!=null),此时e为7,e不为空,进入第二次循环

  • next=e.next,即next为7的next(这个是判断后面循环是否终止),也就是3(线程一的结果),把7放到链表前头

  • while(e!=null),此时e=3,e不等于null,进入第三次循环

  • next=e.next(这个是判断后面循环是否终止),即3的next,也就是null(造成后面循环终止)

  • 放置3这个Entry,3的next设为7(e.next = newTable[i];),而上一步7的next是3,这样就造成了一个循环

  • while(e!=null),e为null循环终止

  • 那么如果此时get一个键,如果这个键的hash值刚好和3相同,那么这个时候就会遍历链表进行查找,而这个链表是个循环链表,就会造成死循环

  • 因此hashmap并不是线程安全

HashTable

对比

public synchronized V get(Object key){}public synchronized V put(K key, V value) {}public synchronized V remove(Object key){}
  • 用一个表来描述HashMap和HashTable的主要区别

对比HashMapHashTable
键值键和value允许null不行
synchronized非synchronziedsynchronized
单线程情况下速度
扩容方式2倍2倍+1
容量初始为16,必须为2的n次方初始为11

缺点

  • 单线程情况下,也会加锁

ConcurrentHashMap

HashEntry类

 static final class HashEntry<K,V> {219         final K key;220         final int hash;221         volatile V value;222         final HashEntry<K,V> next;223 224         HashEntry(K key, int hash, HashEntry<K,V> next, V value) {225             this.key = key;226             this.hash = hash;227             this.next = next;228             this.value = value;229         }230 231         @SuppressWarnings("unchecked")232         static final <K,V> HashEntry<K,V>[] More ...newArray(int i) {233             return new HashEntry[i];234         }235     }

Segment类

static final class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {transient volatile HashEntry<K,V>[] table315         final float loadFactor;316 317         Segment(int initialCapacity, float lf) {318             loadFactor = lf;319             setTable(HashEntry.<K,V>newArray(initialCapacity));320         }321 231         @SuppressWarnings("unchecked")232         static final <K,V> HashEntry<K,V>[] newArray(int i) {233             return new HashEntry[i];234         }

        
Sets table to new HashEntry array. Call only while holding lock or in constructor.330 331         void setTable(HashEntry<K,V>[] newTable) {332             threshold = (int)(newTable.length * loadFactor);333             table = newTable;334         }
  • Segment继承了ReentrantLock显示锁

  • 一个Segement对象维护这一个HashEntry数组

  • 构造方法里面调用了newArray方法,这个方法用于创建一个HashEntry数组

CurrentHashMap构造方法

612     public .ConcurrentHashMap(int initialCapacity,613                              float loadFactor, int concurrencyLevel) {614         if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0)615             throw new IllegalArgumentException();616 617         if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS)618             concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS;619 620         // Find power-of-two sizes best matching arguments621         int sshift = 0;622         int ssize = 1;623         while (ssize < concurrencyLevel) {624             ++sshift;625             ssize <<= 1;626         }627         segmentShift = 32 - sshift;628         segmentMask = ssize - 1;629         this.segments = Segment.newArray(ssize);630 631         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)632             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;633         int c = initialCapacity / ssize;634         if (c * ssize < initialCapacity)635             ++c;636         int cap = 1;637         while (cap < c)638             cap <<= 1;639 640         for (int i = 0; i < this.segments.length; ++i)641             this.segments[i] = new Segment<K,V>(cap, loadFactor);642     }
  • 629行创建了一个Segment数组

  • 640-641为Segment数组中的每一个Segment创建一个HashEntry数组

  • 那么实际上初始化的时候是先创建一个Segemnt数组,然后每个Segment又创建一个HashEntry数组,可以类比二维数组

CurrentHashMap的put方法

 public V put(K key, V value) {908         if (value == null)909             throw new NullPointerException();910         int hash = hash(key.hashCode());911         return segmentFor(hash).put(key, hash, value, false);912     }200     final Segment<K,V> segmentFor(int hash) {201         return segments[(hash >>> segmentShift) & segmentMask];202     }
  • put的时候通过segmentFor找到segments数组的下标,然后在该segemnt存放键值对,实际上就是找到一个HashEntry数组,然后添加到该数组其中一个链表中

Segment的put方法

444         V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) {445             lock();446             try {447                 int c = count;448                 if (c++ > threshold) // ensure capacity449                     rehash();450                 HashEntry<K,V>[] tab = table;451                 int index = hash & (tab.length - 1);452                 HashEntry<K,V> first = tab[index];453                 HashEntry<K,V> e = first;454                 while (e != null && (e.hash != hash || !key.equals(e.key)))455                     e = e.next;456 457                 V oldValue;458                 if (e != null) {459                     oldValue = e.value;460                     if (!onlyIfAbsent)461                         e.value = value;462                 }463                 else {464                     oldValue = null;465                     ++modCount;466                     tab[index] = new HashEntry<K,V>(key, hash, first, value);467                     count = c; // write-volatile468                 }469                 return oldValue;470             } finally {471                 unlock();472             }473         }
  • 在前面已经知道Segment继承了显式锁,从445看出,代码会执行lock方法,也就是加锁,这是对于一个Segment的,那么也就是如果put的时候找到的Segemnt是不一样的,那么put的时候不是锁对象不同就不会产生竞争,这就是相对于HashTable来说的一个优点,不会任何时候都加锁

CurrentHashMap的get方法

795     public V get(Object key) {
796         int hash = hash(key.hashCode());
797         return segmentFor(hash).get(key, hash);
798     }
  • 和put一样,先在segments数组中找到一个segment,然后执行他的get方法

Segment的get方法

362         V get(Object key, int hash) {363             if (count != 0) { // read-volatile364                 HashEntry<K,V> e = getFirst(hash);365                 while (e != null) {366                     if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {367                         V v = e.value;368                         if (v != null)369                             return v;370                         return readValueUnderLock(e); // recheck371                     }372                     e = e.next;373                 }374             }375             return null;376         }377
  • getFirst方法找到在Entry数组中对应位置的链表的链头,然后对链表进行遍历

  • 看下370行的readValueUnderLock方法,源码也注释了recheck,作用就是在找当找到对应的键后并且value为null的时候,再进行一次查找。

readValueUnderLock

351         V readValueUnderLock(HashEntry<K,V> e) {352             lock();353             try {354                 return e.value;355             } finally {356                 unlock();357             }358         }
  • 这次查找会进行加锁,这个过程可能读到最近覆盖的一个非空的value,这是对比HashTable的第二个好处,hashtable是对get用synchronized修饰,CurrentHashMap不会在get的时候全程加锁,减小锁的粒度,甚至不加锁

我觉得分享是一种精神,分享是我的乐趣所在,不是说我觉得我讲得一定是对的,我讲得可能很多是不对的,但是我希望我讲的东西是我人生的体验和思考,是给很多人反思,也许给你一秒钟、半秒钟,哪怕说一句话有点道理,引发自己内心的感触,这就是我最大的价值。(这是我喜欢的一句话,也是我写博客的初衷)

作者:jiajun 个人博客: http://www.cnblogs.com/-new/




打开App,阅读手记
0人推荐
发表评论
随时随地看视频慕课网APP