作者:上帝愛吃蘋果 我們知道,ConcurrentHashmap(1.8)這個(gè)并發(fā)集合框架是線程安全的,當(dāng)你看到源碼的get操作時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)get操作全程是沒有加任何鎖的,這也是這篇博文討論的問題——為什么它不需要加鎖呢? ConcurrentHashMap的簡(jiǎn)介
get操作源碼
//會(huì)發(fā)現(xiàn)源碼中沒有一處加了鎖 public V get(Object key) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek; int h = spread(key.hashCode()); //計(jì)算hash if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {//讀取首節(jié)點(diǎn)的Node元素 if ((eh = e.hash) == h) { //如果該節(jié)點(diǎn)就是首節(jié)點(diǎn)就返回 if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))) return e.val; } //hash值為負(fù)值表示正在擴(kuò)容,這個(gè)時(shí)候查的是ForwardingNode的find方法來(lái)定位到nextTable來(lái) //eh=-1,說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)是一個(gè)ForwardingNode,正在遷移,此時(shí)調(diào)用ForwardingNode的find方法去nextTable里找。 //eh=-2,說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)是一個(gè)TreeBin,此時(shí)調(diào)用TreeBin的find方法遍歷紅黑樹,由于紅黑樹有可能正在旋轉(zhuǎn)變色,所以find里會(huì)有讀寫鎖。 //eh>=0,說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)下掛的是一個(gè)鏈表,直接遍歷該鏈表即可。 else if (eh < 0) return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null; while ((e = e.next) != null) {//既不是首節(jié)點(diǎn)也不是ForwardingNode,那就往下遍歷 if (e.hash == h && ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))) return e.val; } } return null; } get沒有加鎖的話,ConcurrentHashMap是如何保證讀到的數(shù)據(jù)不是臟數(shù)據(jù)的呢? volatile登場(chǎng) 對(duì)于可見性,Java提供了volatile關(guān)鍵字來(lái)保證可見性、有序性。但不保證原子性。 普通的共享變量不能保證可見性,因?yàn)槠胀ü蚕碜兞勘恍薷闹螅裁磿r(shí)候被寫入主存是不確定的,當(dāng)其他線程去讀取時(shí),此時(shí)內(nèi)存中可能還是原來(lái)的舊值,因此無(wú)法保證可見性。
背景:為了提高處理速度,處理器不直接和內(nèi)存進(jìn)行通信,而是先將系統(tǒng)內(nèi)存的數(shù)據(jù)讀到內(nèi)部緩存(L1,L2或其他)后再進(jìn)行操作,但操作完不知道何時(shí)會(huì)寫到內(nèi)存。
總結(jié)下來(lái):
是加在數(shù)組上的volatile嗎? /** * The array of bins. Lazily initialized upon first insertion. * Size is always a power of two. Accessed directly by iterators. */ transient volatile Node<K,V>[] table; 我們知道volatile可以修飾數(shù)組的,只是意思和它表面上看起來(lái)的樣子不同。舉個(gè)栗子,volatile int array[10]是指array的地址是volatile的而不是數(shù)組元素的值是volatile的。 用volatile修飾的Node get操作可以無(wú)鎖是由于Node的元素val和指針next是用volatile修飾的,在多線程環(huán)境下線程A修改結(jié)點(diǎn)的val或者新增節(jié)點(diǎn)的時(shí)候是對(duì)線程B可見的。 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; final K key; //可以看到這些都用了volatile修飾 volatile V val; volatile Node<K,V> next; Node(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.val = val; this.next = next; } public final K getKey() { return key; } public final V getValue() { return val; } public final int hashCode() { return key.hashCode() ^ val.hashCode(); } public final String toString(){ return key + "=" + val; } public final V setValue(V value) { throw new UnsupportedOperationException(); } public final boolean equals(Object o) { Object k, v, u; Map.Entry<?,?> e; return ((o instanceof Map.Entry) && (k = (e = (Map.Entry<?,?>)o).getKey()) != null && (v = e.getValue()) != null && (k == key || k.equals(key)) && (v == (u = val) || v.equals(u))); } /** * Virtualized support for map.get(); overridden in subclasses. */ 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; } } 既然volatile修飾數(shù)組對(duì)get操作沒有效果那加在數(shù)組上的volatile的目的是什么呢?
總結(jié)
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