concurrenthashmap 扩容
时间: 2023-09-08 07:13:33 浏览: 58
ConcurrentHashMap是Java中用于多线程环境下的哈希表实现。在扩容时,ConcurrentHashMap会创建一个更大的内部数组,然后将原来数组中的元素重新计算哈希值并放入新数组的相应位置。下面是ConcurrentHashMap扩容的一般步骤:
1. 当ConcurrentHashMap中的元素数量超过了负载因子(默认为0.75)与当前数组大小的乘积时,就会触发扩容。
2. 扩容开始时,ConcurrentHashMap会先尝试通过CAS(Compare and Swap)操作将一个特殊的标记值放入sizeCtl字段,以阻止其他线程同时进行扩容操作。
3. 然后,ConcurrentHashMap会创建一个新的、两倍大小的数组,并将新数组的引用赋值给table字段。
4. 接下来,ConcurrentHashMap会对原数组中的每个元素进行重新哈希,将重新哈希后的元素放入新数组中的相应位置。
5. 在放置元素时,ConcurrentHashMap使用了一种优化策略称为"treeify",当某个位置的链表长度超过8时,会将该链表转换为红黑树结构,以提高查找效率。
6. 最后,扩容完成后,ConcurrentHashMap会再次使用CAS操作将sizeCtl字段恢复为正常值,允许其他线程进行扩容操作。
需要注意的是,扩容期间ConcurrentHashMap仍然可以接收读操作,而写操作可能需要等待扩容完成。这是因为读操作不涉及修改哈希表结构,而写操作可能需要修改哈希表的数组和链表/红黑树结构。
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ConcurrentHashMap扩容
ConcurrentHashMap在扩容过程中主要使用sizeCtl和transferIndex这两个属性来协调多线程之间的并发操作,并且在扩容过程中大部分数据依旧可以做到访问不阻塞。具体实现的方式如下:
首先,ConcurrentHashMap会通过sizeCtl属性来记录当前的容量和扩容状态。当sizeCtl小于0时,表示正在进行扩容操作;当sizeCtl大于等于0时,表示当前容量和下一次扩容的阈值。
在扩容过程中,ConcurrentHashMap会创建一个新的数组,并将原数组中的元素重新分配到新数组中。为了保证并发操作的正确性,ConcurrentHashMap使用transferIndex属性来记录当前正在进行元素迁移的位置。
在元素迁移过程中,ConcurrentHashMap会使用CAS操作来保证多线程之间的并发安全。具体来说,每个线程会根据transferIndex的值来确定自己需要迁移的元素的位置,并将其迁移到新数组中的对应位置。迁移完成后,线程会更新transferIndex的值,以便其他线程可以继续进行元素迁移。
同时,ConcurrentHashMap还会使用h & (n - 1)的方式来计算元素在新数组中的位置。这是因为在扩容后,新数组的长度是原数组长度的两倍,而且一定是2的幂次方。通过这种方式计算位置可以保证元素在新数组中的位置分布均匀,避免了链表过长的情况。
总之,ConcurrentHashMap通过使用sizeCtl和transferIndex属性以及CAS操作来协调多线程之间的并发操作,并且通过h & (n - 1)的方式来计算元素在新数组中的位置,从而实现在扩容过程中大部分数据的访问不阻塞。[1][3]
concurrenthashmap扩容
ConcurrentHashMap 在插入元素时,会根据当前的元素个数和负载因子来判断是否需要扩容。如果当前元素个数超过了阈值(元素个数 = 负载因子 * 数组长度),就会触发扩容操作。
扩容过程中,ConcurrentHashMap 会创建一个新的数组,将旧数组中的元素重新分配到新数组中。在重新分配元素时,ConcurrentHashMap 会使用一个算法将元素分配到新数组的不同位置。
ConcurrentHashMap 采用分段锁机制,扩容时只会对需要扩容的段进行加锁,其他线程可以继续访问其他段。这样可以减小锁的粒度,提高并发性能。
需要注意的是,在扩容过程中,ConcurrentHashMap 会同时存在新旧两个数组,因此需要保证线程安全。ConcurrentHashMap 使用了一种叫做“迁移状态”的机制,可以保证在扩容过程中,线程可以同时访问新旧两个数组中的元素,避免线程之间出现数据不一致的问题。