ConcurrentHashMap源码-AtomicInteger中CAS的应用
时间: 2024-06-19 13:00:34 浏览: 16
`ConcurrentHashMap`是Java标准库中的一个重要数据结构,用于并发访问和存储键值对。在它的内部,`AtomicInteger`是一个用于原子操作的类,它提供了线程安全的整数值的更新。`CAS`(Compare and Swap)是`AtomicInteger`中的关键操作,它在并发编程中用于实现无锁数据结构。
CAS(Compare-and-Swap)的工作原理是这样的:
1. 检查当前值是否等于预期值。
2. 如果等于,就将新值替换为当前值,并返回旧值。
3. 如果不等于,说明在检查期间被其他线程修改了,不做任何改变并返回当前值。
在`ConcurrentHashMap`中,`AtomicInteger`的`getAndIncrement()`、`compareAndSet()`等方法就是利用CAS进行原子操作。例如,`getAndIncrement()`会尝试获取当前值,然后递增并用新的值更新,如果没有其他线程在此期间修改,这个操作是原子的,不会发生数据竞争。
`CAS`在`ConcurrentHashMap`中应用的关键场景包括:
- 基准保持:记录并发插入或删除操作的次数时,使用`compareAndSwap`来原子地增加或减少计数器。
- 并发控制:比如在resize操作中,需要避免两个线程同时尝试扩大哈希表的大小。
相关问题:
1. CAS操作在多线程环境下如何保证数据一致性?
2. `AtomicInteger`的哪些方法依赖于CAS操作?
3. 在高并发情况下,为什么使用CAS而非直接的加锁操作?
相关问题
ConcurrentHashMap源码
ConcurrentHashMap是Java中线程安全的哈希表实现。它是通过使用分段锁(Segment)来实现并发访问的。
在ConcurrentHashMap的源码中,主要有以下几个核心类和接口:
1. ConcurrentHashMap类:ConcurrentHashMap类是ConcurrentMap接口的实现类,它继承自AbstractMap类。它提供了线程安全的并发访问和更新操作。ConcurrentHashMap内部由一个Segment数组组成,每个Segment都是一个独立的哈希表,它们之间互不影响。
2. Segment类:Segment类是ConcurrentHashMap的内部类,每个Segment对象都相当于一个独立的哈希表。Segment内部使用ReentrantLock来实现分段锁,不同的Segment之间可以并发访问。
3. HashEntry类:HashEntry类是ConcurrentHashMap中存储键值对的节点对象,它包含了键、值和下一个节点的引用。ConcurrentHashMap使用链表来解决哈希冲突,每个Segment中都维护了一个HashEntry数组,数组的每个元素都是一个链表的头节点。
4. ConcurrentHashMap的核心方法:ConcurrentHashMap提供了一系列线程安全的操作方法,包括put、get、remove等。这些方法会根据键的哈希值选择对应的Segment,并在该Segment上加锁进行操作。
总体来说,ConcurrentHashMap通过将整个哈希表分成多个Segment,每个Segment都是一个独立的哈希表,并使用分段锁来实现对不同Segment的并发访问。这种设计在多线程环境下能够提供较好的性能和并发能力。
ConcurrentHashMap 源码分析
ConcurrentHashMap是Java中的一个并发容器,用于在多线程环境中安全地存储和访问键值对。它使用了一些特殊的技术来提高其并发性能。
ConcurrentHashMap的源码分析可以从几个关键点开始。首先,它使用了大量的CAS(Compare and Swap)操作来代替传统的重量级锁操作,从而提高了并发性能。只有在节点实际变动的过程中才会进行加锁操作,这样可以减少对整个容器的锁竞争。
其次,ConcurrentHashMap的数据结构是由多个Segment组成的,每个Segment又包含多个HashEntry。这样的设计使得在多线程环境下,不同的线程可以同时对不同的Segment进行操作,从而提高了并发性能。每个Segment都相当于一个独立的HashMap,有自己的锁来保证线程安全。
在JDK1.7版本中,ConcurrentHashMap采用了分段锁的设计,即每个Segment都有自己的锁。这样的设计可以在多线程环境下提供更好的并发性能,因为不同的线程可以同时对不同的Segment进行读写操作,从而减少了锁竞争。
总的来说,ConcurrentHashMap通过使用CAS操作、分段锁以及特定的数据结构来实现线程安全的并发访问。这使得它成为在多线程环境中高效地存储和访问键值对的选择。<em>1</em><em>2</em><em>3</em>
#### 引用[.reference_title]
- *1* [ConcurrentHashMap 源码解析](https://blog.csdn.net/Vampirelzl/article/details/126548972)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v92^chatsearchT0_1"}} ] [.reference_item]
- *2* *3* [ConcurrentHashMap源码分析](https://blog.csdn.net/java123456111/article/details/124883950)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v92^chatsearchT0_1"}} ] [.reference_item]
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