ConcurrentHashMap原始碼解析（3）
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4、get(Object key)
使用方法：
map.get("hello");
原始碼：
ConcurrentHashMap的get(Object key)
/**
* 根據key獲取value
* 步驟：
* 1)根據key獲取hash值
* 2)根據hash值找到相應的Segment
* 呼叫Segment的get(Object key, int hash)
* 3)根據hash值找出HashEntry陣列中的索引index，並返回HashEntry[index]
* 4)遍歷整個HashEntry[index]連結串列，找出hash和key與給定引數相等的HashEntry，例如e，
* 4.1)如沒找到e，返回null
* 4.2)如找到e，獲取e.value
* 4.2.1)如果e.value!=null，直接返回
* 4.2.2)如果e.value==null,則先加鎖，等併發的put操作將value設定成功後，再返回value值
*/
public V get(Object key) {
int hash = hash(key.hashCode());
return segmentFor(hash).get(key, hash);
}Segment的get(Object key, int hash)
/**
* 根據key和hash值獲取value
*/
V get(Object key, int hash) {
if (count != 0) { // read-volatile
HashEntry<K, V> e = getFirst(hash);//找到HashEntry[index]
while (e != null) {//遍歷整個連結串列
if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {
V v = e.value;
if (v != null)
return v;
/*
* 如果V等於null,有可能是當下的這個HashEntry剛剛被建立，value屬性還沒有設定成功，
* 這時候我們讀到是該HashEntry的value的預設值null,所以這裡加鎖，等待put結束後，返回value值
*/
return readValueUnderLock(e);
}
e = e.next;
}
}
return null;
}Segment的getFirst(int hash)
/**
* 根據hash值找出HashEntry陣列中的索引index，並返回HashEntry[index]
*/
HashEntry<K, V> getFirst(int hash) {
HashEntry<K, V>[] tab = table;
return tab[hash & (tab.length - 1)];
}Segment的readValueUnderLock(HashEntry<K, V> e)
V readValueUnderLock(HashEntry<K, V> e) {
lock();
try {
return e.value;
} finally {
unlock();
}
}
注意點：
註釋很重要，一定要看
註釋已經寫明瞭詳細流程，這裡說一下大致流程：
如沒找到e，返回null
如找到e，獲取e.value
如果e.value!=null，直接返回
如果e.value==null,則先加鎖，等併發的put操作將value設定成功後，再返回value值
根據key獲取hash值
根據hash值找到相應的Segment
根據hash值找出Segment中的哪一個HashEntry[index]
遍歷整個HashEntry[index]連結串列，找出hash和key與給定引數相等的HashEntry，例如e
對於get操作而言，基本沒有鎖，只有當找到了e且e.value等於null,有可能是當下的這個HashEntry剛剛被建立，value屬性還沒有設定成功，這時候我們讀到是該HashEntry的value的預設值null,所以這裡加鎖，等待put結束後，返回value值
據說，上邊這一點還沒有發生過
5、remove(Object key)
使用方法：
map.remove("hello");
原始碼：
ConcurrentHashMap的remove(Object key)
/**
* 刪除指定key的元素
* 步驟：
* 1)根據key獲取hash值
* 2)根據hash值獲取Segment
* 呼叫Segment的remove(Object key, int hash, Object value)
* 1)count-1
* 2)獲取將要刪除的元素所在的HashEntry[index]
* 3)遍歷連結串列，
* 3.1)若沒有hash和key都與指定引數相同的節點e，返回null
* 3.2)若有e，刪除指定節點e，並將e之前的節點重新排序後，將排序後的最後一個節點的下一個節點指定為e的下一個節點
* （很繞，不知道JDK為什麼這樣實現）
*/
public V remove(Object key) {
int hash = hash(key.hashCode());
return segmentFor(hash).remove(key, hash, null);
}
Segment的remove(Object key, int hash, Object value)
V remove(Object key, int hash, Object value) {
lock();
try {
int c = count - 1;//key-value對個數-1
HashEntry<K, V>[] tab = table;
int index = hash & (tab.length - 1);
HashEntry<K, V> first = tab[index];//獲取將要刪除的元素所在的HashEntry[index]
HashEntry<K, V> e = first;
//從頭節點遍歷到最後，若未找到相關的HashEntry，e==null，否則，有
while (e != null && (e.hash != hash || !key.equals(e.key)))
e = e.next;
V oldValue = null;
if (e != null) {//將要刪除的節點e
V v = e.value;
if (value == null || value.equals(v)) {
oldValue = v;
// All entries following removed node can stay
// in list, but all preceding ones need to be
// cloned.
++modCount;
HashEntry<K, V> newFirst = e.next;
/*
* 從頭結點遍歷到e節點，這裡將e節點刪除了，但是刪除節點e的前邊的節點會倒序
* eg.原本的順序：E3-->E2-->E1-->E0，刪除E1節點後的順序為：E2-->E3-->E0
* E1前的節點倒序排列了
*/
for (HashEntry<K, V> p = first; p != e; p = p.next)
newFirst = new HashEntry<K, V>(p.key, p.hash, newFirst, p.value);
tab[index] = newFirst;
count = c; // write-volatile
}
}
return oldValue;
} finally {
unlock();
}
}
注意：具體的實現方式看註釋，個人感覺比較繞，所以有興趣的朋友可以按照如下步驟實現了一遍：（實現的過程可以參照HashMap的remove(Object key)）
根據key獲取hash值
根據hash值獲取Segment
獲取將要刪除的元素所在的HashEntry[index]
遍歷連結串列
若沒有hash和key都與指定引數相同的節點e，返回null
若有e，刪除指定節點e，並將e的前一個節點的next指向e的下一個節點，之後count-1
6、containsKey(Object key)
使用方法：
map.containsKey("hello")
原始碼：
ConcurrentHashMap的containsKey(Object key)
/**
* 是否包含指定key的資料
* 步驟：
* 1)根據key計算hash值
* 2)根據hash獲取相應的Segment
* 呼叫Segment的containsKey(Object key, int hash)
* 3)根據hash值找出HashEntry陣列中的索引index，並返回HashEntry[index]
* 4)遍歷整個HashEntry[index]連結串列，找出hash和key與給定引數相等的HashEntry，例如e，
* 4.1)如找到e，返回true
* 4.2)如沒找到e，返回false
*/
public boolean containsKey(Object key) {
int hash = hash(key.hashCode());
return segmentFor(hash).containsKey(key, hash);
}
Segment的containsKey(Object key, int hash)
boolean containsKey(Object key, int hash) {
if (count != 0) { // read-volatile
HashEntry<K, V> e = getFirst(hash);
while (e != null) {
if (e.hash == hash && key.equals(e.key))
return true;
e = e.next;
}
}
return false;
}
說明：程式碼清晰簡單，流程步驟檢視註釋即可
7、keySet().iterator()
使用方法：
Map<String, Object> map = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
map.put("hello3", "world2");
map.put("hello2", "world");
for(String key : map.keySet()){
System.out.println(map.get(key));
}
原始碼不寫了。
流程：
遍歷每個Segment中的HashEntry[]，完成所有物件的讀取，不加鎖。
8、size()
原始碼：
/**
* 計算map中的key-value對總數
* 步驟：
* 1)遍歷所有段,計算總的count值sum,計算總的modCount值
* 2)如果有資料的話（modCount！=0），再遍歷所有段一遍，計算總的count值check，在這期間只要有一個段的modCount發生了變化，就再重複如上動作兩次
* 3)若三次後，還未成功，遍歷所有Segment，分別加鎖（即建立全域性鎖），然後計算，最後釋放所有鎖
*/
public int size() {
final Segment<K, V>[] segments = this.segments;
long sum = 0;//總量
long check = 0;//標誌位
int[] mc = new int[segments.length];//存放每個段的modCount
for (int k = 0; k < RETRIES_BEFORE_LOCK; ++k) {
check = 0;
sum = 0;//總的count值
int mcsum = 0;//總的modCount值
for (int i = 0; i < segments.length; ++i) {//遍歷所有段
sum += segments[i].count;//計算總的count值
mcsum += mc[i] = segments[i].modCount;//計算總的modCount值
}
if (mcsum != 0) {//有資料的話，再檢查一遍
for (int i = 0; i < segments.length; ++i) {
check += segments[i].count;//計算總的count
if (mc[i] != segments[i].modCount) {//只要有一個段發生了變化（在遍歷期間發生了增刪變化）
check = -1;
break;//跳出所有迴圈
}
}
}
if (check == sum)//成功
break;
}
if (check != sum) { //以上三次都為成功的話
sum = 0;
//每一個段全部加鎖（相當於加了一個全域性鎖）
for (int i = 0; i < segments.length; ++i)
segments[i].lock();
//進行統計
for (int i = 0; i < segments.length; ++i)
sum += segments[i].count;
//全部解鎖
for (int i = 0; i < segments.length; ++i)
segments[i].unlock();
}
if (sum > Integer.MAX_VALUE)
return Integer.MAX_VALUE;
else
return (int) sum;
}
在不加鎖的情況下遍歷所有Segment，讀取每個Segment的count和modCount，並進行統計；
完畢後，再遍歷一遍所有Segment，比較modCount，是否發生了變化，若發生了變化，則再重複如上動作兩次；
若三次後，還未成功，遍歷所有Segment，分別加鎖（即建立全域性鎖），然後計算，最後釋放所有鎖。
注：以如上的方式，大部分情況下，不需要加鎖就可以獲取size()
總結：
資料結構：一個指定個數的Segment陣列，陣列中的每一個元素Segment相當於一個HashTable
加鎖情況（分段鎖）：
put
get中找到了hash與key都與指定引數相同的HashEntry，但是value==null的情況
remove
size()：三次嘗試後，還未成功，遍歷所有Segment，分別加鎖（即建立全域性鎖）
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