深入明白ConcurrentHashMap - ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台

final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// key和value如果为null，直接甩异常
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
// 计算key的hash值，（通过hash值决定Entry存放到数组的哪个索引位置）
int hash = spread(key.hashCode());
// 暂时当做标识，值为0
int binCount = 0;
// 声明临时变量为tab，tab赋值了table，table就是当前HashMap的数组！这是个死循环
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
// 声明了一堆变量
//f-当前索引位置的数据
//n-数组长度
//i-数据要存储的索引位置
//fh-桶位置数据的hash值
Node<K,V> f; int n, i, fh;
// 如果tab为null，或者tab的长度为0
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
// 进来说明数组没有初始化，开始初始化，ConcurrentHashMap要避免并发初始化时造成的问题
tab = initTable();
// tabAt(数组，索引位置)，得到这个数组指定索引位置的值，f就是数组的下标位置的值
// 如果f == null
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
// 进到这，说明索引位置没有值，基于CAS的方式将当前的key-value存储到这个索引位置
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
// 如果CAS成功，添加数据成功（添加到了数组上），如果走false，继续上述操作，尝试其他内容
break; // no lock when adding to empty bin
}
// f是经过上述if得到的索引位置的值，当前key-value的hash是否为MOVED，如果相等，证明当前位置正在扩容
else if ((fh = f.hash) == MOVED)//MOVED表示正在扩容
// 如果正在扩容，帮你扩容（构建长度为原来2倍的数组，并且将老数组的值移动到新数组），帮助扩容的操作是迁移数据的操作
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
// 第一个判断：数组初始化了么？
// 第二个判断：数组指定的位置有值么？
// 第三个判断：现在正在扩容么？
// 这个else就是第四个判断：是否需要将数据挂到链表上，或者添加到红黑树中？（出现了Hash冲突（碰撞））
V oldVal = null;
// 加个锁，锁的是f（f是数组的下标位置的值）,也就是在这，锁住了这个桶
synchronized (f) {
// 拿到i索引位置的数据，判断与锁住的f是不是同一个
if (tabAt(tab, i) == f) {
// 如果fh 大于等于 0（判断hash值是否大于等于0），说明是链表
if (fh >= 0) {
// 将标识修改为1
binCount = 1;
// 开始循环，为了将插入的值挂到链表的最后面
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
if (e.hash == hash && // 判断指向的节点的key是否等于当前要插入的节点的key
((ek = e.key) == key || // 判断指向的节点的key是否等于当前要插入的节点的key
(ek != null && key.equals(ek)))) { // 指向的节点的key是否域当前的key相等
// 说明当前是修改操作
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent) // onlyIfAbsent如果为true，就什么事都不做
e.val = value; // 修改值
break;
}
// 是正常的添加操作
Node<K,V> pred = e;
// 如果节点的next为null，说明到链表的最后一个节点了，添加到链表的末尾
if ((e = e.next) == null) {
// 将当前值添加到链表的最后一个节点的next指向
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
// 判断当前位置的桶数据是否是树
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
// 标记修改为2
binCount = 2;
// 调用putTreeVal扔到红黑树
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
// 进到if说明是覆盖操作
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent) // 根据判断决定，是否修改数据
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)//链表长度大等于8
treeifyBin(tab, i);//尝试转红黑树
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}

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static final int spread(int h) {
// (h ^ (h >>> 16))：与HashMap的散列算法一样，让高16位也参与运算
// Entry存放的索引位置 = (数组长度 - 1) & hash
// & HASH_BITS的运算目的是为了保证等到的hash值，一定是正数，因为最高位符号位100%是0
// HASH_BITS = 0x7fffffff
// 因为hash值为负数时，有特殊的含义，
return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS;
}
//hash值为负数时的特殊含义
static final int MOVED = -1; // 当前索引位置的数据正在扩容
static final int TREEBIN = -2; // 当前索引位置下面不是链表，是红黑树
static final int RESERVED = -3; // 当前索引位置被临时占用，compute方法会涉及

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/* sizeCtl = -1：说明当前ConcurrentHashMap正在初始化！！！
sizeCtl = -N：说明当前ConcurrentHashMap正在扩容！！！
sizeCtl = 0：默认初始值，当前ConcurrentHashMap还没有初始化
sizeCtl > 0：如果已经初始化过了，sizeCtl标识扩容的阈值，如果没有初始化，sizeCtl标识数组的初始化容量 */
private final Node<K,V>[] initTable() {
// 声明一些变量
Node<K,V>[] tab; int sc;
// tab变量是HashMap的数组，数组长度为null，或者数组的长度为0，说明数组还没有初始化！
while ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// 将sizeCtl赋值给sc，如果进到if中，说明正在扩容或者正在初始化
if ((sc = sizeCtl) < 0)
Thread.yield(); // lost initialization race; just spin
// 以CAS的方式，尝试将sizeCtl从之前oldValue替换为-1，为了标识我当前ConcurrentHashMap正在初始化
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) {
// 开始扩容
try {
//DCL思想
// table是不是还是null，或者长度还是0
if ((tab = table) == null || tab.length == 0) {
// 声明n，sc是sizeCtl，默认sizectl为0，但是现在正在初始化，我把sizeCtl改为了-1，但是sc还是0
// sc如果为0，不大于0，所以为DEFAULT_CAPACITY，16
int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY;
@SuppressWarnings("unchecked")
// 创建数组！！！
Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n];
// 将初始化的nt数组赋值给ConcurrentHashMap的table
table = tab = nt;
// 默认sc = 12，为扩容阈值
sc = n - (n >>> 2);
}
} finally {
// 将阈值赋值给sizeCtl，到这初始化完毕
sizeCtl = sc;
}
break;
}
}
return tab;
}

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private final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int index) {
Node<K,V> b; int n, sc;
if (tab != null) {
// MIN_TREEIFY_CAPACITY 为 64
// 所以，如果数组长度小于 64 的时候，其实也就是 32 或者 16 或者更小的时候，会进行数组扩容
if ((n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
// 后面我们再详细分析这个方法
tryPresize(n << 1);
// b 是头节点
else if ((b = tabAt(tab, index)) != null && b.hash >= 0) {
// 加锁
synchronized (b) {
if (tabAt(tab, index) == b) {
// 下面就是遍历链表，建立一颗红黑树
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;
}
// 将红黑树设置到数组相应位置中
setTabAt(tab, index, new TreeBin<K,V>(hd));
}
}
}
}
}

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