线程安全
HashMap
初始化
//jdk1.8 this.loadFactor = loadFactor; this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); // jdk1.7 this.loadFactor = loadFactor; threshold = initialCapacity;
1.8阈值都是2的平方,而且1.8桶里面会进化为红黑树,1.7一直是链表。
HashMap不是线程安全,会导致数据不一致和死循环(resize)。
ConcurrentHashMap
LOAD_FACTOR 写死了, 使用unsafe直接读写既提高效率,也是原子操作,保证线程安全。
put的时候每个桶一个锁。
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
// table不存在
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
// 桶里没元素直接插入
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
}
// 扩容后正在转移数据,加入转移过程
// 转移的时候table中head节点为ForwardingNode,hash就为moved
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
V oldVal = null;
synchronized (f) {
// 为了线程安全还需要if
if (tabAt(tab, i) == f) {
// 红黑树的hash=-2
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
Node<K,V> pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
// 转为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
// 增加元素个数,并判断扩容
addCount(1L, binCount);
return null;
}
但是当桶为空的时候,没有加锁,这时候如果多线程,并且多个key分到这个桶,线程不安全?
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
}
static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
}
https://en.wikipedia.org/wiki/Compare-and-swap CAS是硬件层面的原子操作,其实还是安全。
扩容的时候死循环?
扩容分两步,生成新的容器和移动元素。
只能有一个线程对容器扩容,但是可以多个线程转移元素,转移的时候,线程都会对桶上锁。
所以不会发生类似HashMap的死循环。
所以只需要注意程序的线程安全
下面这种可能就不是想要的结果
if (!map.containsKey(key))
return map.put(key, value);
else
return map.get(key);
这种情况就直接使用onlyIfAbsent方法
Hashtable
put方法直接被synchronized