我們知道，ConcurrentHashmap(1.8)這個并發(fā)調(diào)集結(jié)構(gòu)是線程安全的，當(dāng)你看到源碼的get操作時，會發(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的簡介
我想有基礎(chǔ)的同學(xué)知道在jdk1.7中是選用Segment+HashEntry+ReentrantLock的方式進(jìn)行完成的，而1.8中拋棄了Segment臃腫的規(guī)劃，取而代之的是選用Node+CAS+Synchronized來確保并發(fā)安全進(jìn)行完成。
JDK1.8的完成下降鎖的粒度，JDK1.7版本鎖的粒度是根據(jù)Segment的，包含多個HashEntry，而JDK1.8鎖的粒度便是HashEntry（首節(jié)點）
JDK1.8版本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變得愈加簡略，使得操作也愈加明晰流暢，因為現(xiàn)已運用synchronized來進(jìn)行同步，所以不需要分段鎖的概念，也就不需要Segment這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了，因為粒度的下降，完成的復(fù)雜度也增加了
JDK1.8運用紅黑樹來優(yōu)化鏈表，根據(jù)長度很長的鏈表的遍歷是一個很漫長的進(jìn)程，而紅黑樹的遍歷效率是很快的，替代必定閾值的鏈表，這樣構(gòu)成一個最佳拍檔
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get操作源碼
首先計算hash值，定位到該table索引方位，假如是首節(jié)點契合就回來
假如遇到擴(kuò)容的時分，會調(diào)用標(biāo)志正在擴(kuò)容節(jié)點ForwardingNode的find方法，查找該節(jié)點，匹配就回來
以上都不契合的話，就往下遍歷節(jié)點，匹配就回來，否則最終就回來null
//會發(fā)現(xiàn)源碼中沒有一處加了鎖publicVget(Objectkey){
Node[]tab;Nodee,p;intn,eh;Kek;inth=spread(key.hashCode());//計算hashif((tab=table)!=null&&(n=tab.length)>0&&
(e=tabAt(tab,(n-1)&h))!=null){//讀取首節(jié)點的Node元素if((eh=e.hash)==h){//假如該節(jié)點便是首節(jié)點就回來if((ek=e.key)==key||(ek!=null&&key.equals(ek)))returne.val;
}//hash值為負(fù)值表示正在擴(kuò)容，這個時分查的是ForwardingNode的find方法來定位到nextTable來//eh=-1，闡明該節(jié)點是一個ForwardingNode，正在搬遷，此刻調(diào)用ForwardingNode的find方法去nextTable里找。//eh=-2，闡明該節(jié)點是一個TreeBin，此刻調(diào)用TreeBin的find方法遍歷紅黑樹，因為紅黑樹有或許正在旋轉(zhuǎn)變色，所以find里會有讀寫鎖。//eh>=0，闡明該節(jié)點下掛的是一個鏈表，直接遍歷該鏈表即可。elseif(eh<0)return(p=e.find(h,key))!=null?p.val:null;while((e=e.next)!=null){//既不是首節(jié)點也不是ForwardingNode，那就往下遍歷if(e.hash==h&&
((ek=e.key)==key||(ek!=null&&key.equals(ek))))returne.val;
}
}returnnull;
}
get沒有加鎖的話，ConcurrentHashMap是如何確保讀到的數(shù)據(jù)不是臟數(shù)據(jù)的呢？
volatile登場
關(guān)于可見性，Java供給了volatile關(guān)鍵字來確?？梢娦浴⒂行蛐?。但不確保原子性。
一般的同享變量不能確保可見性，因為一般同享變量被修正之后，什么時分被寫入主存是不確定的，當(dāng)其他線程去讀取時，此刻內(nèi)存中或許仍是本來的舊值，因此無法確?？梢娦浴?br /> volatile關(guān)鍵字關(guān)于根本類型的修正能夠在隨后對多個線程的讀保持共同，但是關(guān)于引證類型如數(shù)組，實體bean，僅僅確保引證的可見性，但并不確保引證內(nèi)容的可見性。。
禁止進(jìn)行指令重排序。
布景：為了提高處理速度，處理器不直接和內(nèi)存進(jìn)行通訊，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會寫到內(nèi)存。
假如對聲明了volatile的變量進(jìn)行寫操作，JVM就會向處理器發(fā)送一條指令，將這個變量地點緩存行的數(shù)據(jù)寫回到系統(tǒng)內(nèi)存。但是，就算寫回到內(nèi)存，假如其他處理器緩存的值仍是舊的，再履行計算操作就會有問題。
在多處理器下，為了確保各個處理器的緩存是共同的，就會完成緩存共同性協(xié)議，當(dāng)某個CPU在寫數(shù)據(jù)時，假如發(fā)現(xiàn)操作的變量是同享變量，則會通知其他CPU告知該變量的緩存行是無效的，因此其他CPU在讀取該變量時，發(fā)現(xiàn)其無效會從頭從主存中加載數(shù)據(jù)。
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總結(jié)下來：
第一：運用volatile關(guān)鍵字會強制將修正的值立即寫入主存；
第二：運用volatile關(guān)鍵字的話，當(dāng)線程2進(jìn)行修正時，會導(dǎo)致線程1的作業(yè)內(nèi)存中緩存變量的緩存行無效（反映到硬件層的話，便是CPU的L1或許L2緩存中對應(yīng)的緩存行無效）；
第三：因為線程1的作業(yè)內(nèi)存中緩存變量的緩存行無效，所以線程1再次讀取變量的值時會去主存讀取。
是加在數(shù)組上的volatile嗎?
/**
*Thearrayofbins.Lazilyinitializeduponfirstinsertion.
*Sizeisalwaysapoweroftwo.Accesseddirectlybyiterators.
*/
transientvolatileNode[]table;
我們知道volatile能夠潤飾數(shù)組的，只是意思和它表面上看起來的姿態(tài)不同。舉個栗子，volatileintarray[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潤飾的Node
get操作能夠無鎖是因為Node的元素val和指針next是用volatile潤飾的，在多線程環(huán)境下線程A修正結(jié)點的val或許新增節(jié)點的時分是對線程B可見的。
staticclassNode<K,V>implementsMap.Entry<K,V>{finalinthash;finalKkey;//能夠看到這些都用了volatile潤飾volatileVval;volatileNodenext;
Node(inthash,Kkey,Vval,Nodenext){this.hash=hash;this.key=key;this.val=val;this.next=next;
}publicfinalKgetKey(){returnkey;}publicfinalVgetValue(){returnval;}publicfinalinthashCode(){returnkey.hashCode()^val.hashCode();}publicfinalStringtoString(){returnkey+”=”+val;}publicfinalVsetValue(Vvalue){thrownewUnsupportedOperationException();
}publicfinalbooleanequals(Objecto){
Objectk,v,u;Map.Entrye;return((oinstanceofMap.Entry)&&
(k=(e=(Map.Entry)o).getKey())!=null&&
(v=e.getValue())!=null&&
(k==key||k.equals(key))&&
(v==(u=val)||v.equals(u)));
}/**
*Virtualizedsupportformap.get();overriddeninsubclasses.
*/Nodefind(inth,Objectk){
Nodee=this;if(k!=null){do{
Kek;if(e.hash==h&&
((ek=e.key)==k||(ek!=null&&k.equals(ek))))returne;
}while((e=e.next)!=null);
}returnnull;
}
}
既然volatile潤飾數(shù)組對get操作沒有作用那加在數(shù)組上的volatile的目的是什么呢？
其實便是為了使得Node數(shù)組在擴(kuò)容的時分對其他線程具有可見性而加的volatile
總結(jié)
在1.8中ConcurrentHashMap的get操作全程不需要加鎖，這也是它比其他并發(fā)調(diào)集比如hashtable、用Collections.synchronizedMap()包裝的hashmap;安全效率高的原因之一。
get操作全程不需要加鎖是因為Node的成員val是用volatile潤飾的和數(shù)組用volatile潤飾沒有關(guān)系。
數(shù)組用volatile潤飾主要是確保在數(shù)組擴(kuò)容的時分確?？梢娦?。