上一篇文章介紹了基本的常量、方法以及構(gòu)造方法，這一篇開始分析核心方法put()，put()中主要完成的是對元素的新增或覆蓋，結(jié)束之后進(jìn)入addCount()去累加修改次數(shù)以及判斷是否需要擴(kuò)容。
一、put()
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
/**
* onlyIfAbsent: true -> 僅在不存在時添加，false -> 不存在添加，存在則覆蓋
*/
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// 和HashMap不一樣，這里是不允許鍵或值為null的
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
// 通過擾動函數(shù)計算出hash
int hash = spread(key.hashCode());
// 如果桶位中是鏈表則表示遍歷節(jié)點時的下一個節(jié)點的下標(biāo)
// 如果桶位中是紅黑樹則為固定值2
int binCount = 0;
/**
* 自旋
* tab：當(dāng)前table
*/
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
/**
* f：key對應(yīng)的桶位上的第一個Node
* n：table數(shù)組長度
* i：key對應(yīng)的數(shù)組下標(biāo)
* fh：f的hash值
*/
Node<K,V> f; int n, i, fh;
// 檢查table是否初始化
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
// 初始化
tab = initTable();
// tabAt：獲得table數(shù)組i下標(biāo)元素的最新值，為null則直接cas存放元素
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
// 操作成功直接退出，失敗則繼續(xù)自旋
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
break;
}
// MOVED = -1，判斷f是否為forwarding node
// 如果f為forwarding node表示正在擴(kuò)容，并且當(dāng)前桶位轉(zhuǎn)移完畢
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
// 協(xié)助擴(kuò)容
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
// 如果是覆蓋操作，表示覆蓋之前的元素值
V oldVal = null;
// 鎖住桶位中頭節(jié)點
synchronized (f) {
// 檢查鎖住的元素(防止在加鎖之前頭節(jié)點發(fā)生變化)
if (tabAt(tab, i) == f) {
// f的hash >= 0表示f非紅黑樹節(jié)點
if (fh >= 0) {
// f的下一個節(jié)點下標(biāo)
binCount = 1;
// e：表示當(dāng)前元素
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
// e的key值
K ek;
// 判斷key是否存在
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
// key已經(jīng)存在，記錄當(dāng)前節(jié)點的val
oldVal = e.val;
// onlyIfAbsent為false時才覆蓋value
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
// pred指向當(dāng)前遍歷的節(jié)點
Node<K,V> pred = e;
// e指向下一個節(jié)點，檢查是否為null
if ((e = e.next) == null) {
// e為null表示整個鏈表中沒有相應(yīng)的key，所以直接從尾部插入
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
// f為紅黑樹的代理節(jié)點TreeBin
else if (f instanceof TreeBin) {
// 如果紅黑樹中存在key，p表示對應(yīng)的Node，否則為null
Node<K,V> p;
// binCount置為固定值2
binCount = 2;
// 走紅黑樹的插入邏輯
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
// key已經(jīng)存在，記錄key對應(yīng)的value
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
// binCount != 0表示桶位中是存儲了Node的
if (binCount != 0) {
// binCount到達(dá)樹化閾值時，進(jìn)入treeifyBin嘗試樹化
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
// oldVal不為null表示桶位中存在對應(yīng)的key
if (oldVal != null)
// 返回未覆蓋前的value
return oldVal;
break;
}
}
}
// 核心方法，涉及到很多邏輯，下面分析
addCount(1L, binCount);
return null;
}
二、addCount()
addCount()前半部分是和LongAdder的add方法一樣，都是利用cell數(shù)組去化整為零的累加方案，后半部分則是擴(kuò)容邏輯，其中真正的擴(kuò)容方法是在transfer()中，transfer()方法下一篇文章再來分析。
private final void addCount(long x, int check) {
/**
* 上半部分部分的代碼和LongAdder的add方法基本是一樣的，之前已經(jīng)分析過了，這里不在贅述
* 沒有看LongAdder源碼的一定要先看一下
* as：并發(fā)累加的cell[]
* b：base變量
* s：累加之后的值，即map當(dāng)前元素個數(shù)
*/
CounterCell[] as; long b, s;
if ((as = counterCells) != null ||
!U.compareAndSwapLong(this, BASECOUNT, b = baseCount, s = b + x)) {
CounterCell a; long v; int m;
boolean uncontended = true;
if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
(a = as[ThreadLocalRandom.getProbe() & m]) == null ||
!(uncontended =
U.compareAndSwapLong(a, CELLVALUE, v = a.value, v + x))) {
// 和LongAdder中的longAccumulate()一樣
fullAddCount(x, uncontended);
// 之所以在這里返回而不走下面擴(kuò)容邏輯是因為
// fullAddCount()比較耗時，這里就不讓當(dāng)前線程繼續(xù)走下去了
return;
}
// addCount會被put和remove的邏輯中調(diào)用，remove中會傳入-1，移除元素一定不會擴(kuò)容
// put邏輯中傳入的值一定是大于等于0，等于0表示桶位中沒有元素，等于1表示key已存在并且
// 是桶位的第一個元素，只做替換操作也一定不會出發(fā)擴(kuò)容所以直接返回
if (check <= 1)
return;
// 統(tǒng)計base和cell[]中累加的值
s = sumCount();
}
// 擴(kuò)容邏輯
if (check >= 0) {
/**
* tab：舊table數(shù)組
* nt：新table數(shù)組
* n：舊數(shù)組長度
* sc：擴(kuò)容閾值
*/
Node<K,V>[] tab, nt; int n, sc;
/**
* s >= (long)(sc = sizeCtl)：s大于等于擴(kuò)容閾值，true表示需要擴(kuò)容
* (tab = table) != null和(n = tab.length) < MAXIMUM_CAPACITY)
* 一般不會出現(xiàn)，這里是防止某些極小概率的異常情況
*/
while (s >= (long)(sc = sizeCtl) && (tab = table) != null &&
(n = tab.length) < MAXIMUM_CAPACITY) {
// 前置條件：table需要擴(kuò)容
// 擴(kuò)容戳，只有是對同樣長度的數(shù)組擴(kuò)容才能得到相同的擴(kuò)容戳
// 比如兩個線程都要去擴(kuò)容16-->32，那么就會計算出相同的擴(kuò)容戳
int rs = resizeStamp(n);
// 前面提過了，sizeCtl < 0表示正在初始化或者擴(kuò)容，能走到這里table一定已經(jīng)初始化了
if (sc < 0) {
/**
* 前置條件：ConcurrentHashMap正在擴(kuò)容
* case1：右移16位計算出sizeCtl的擴(kuò)容戳，判斷是否與當(dāng)前線程相等，如果不相等，
* 說明當(dāng)前線程擴(kuò)容的長度和正在擴(kuò)容的長度不一致
* case2：sc == rs + 1是個bug，作者真正想寫的是
* sc == (rs << 16) + 1 表示擴(kuò)容完畢
* case3：sc == rs + MAX_RESIZERS也是bug，實際想要寫的是
* sc == (rs << 16) + MAX_RESIZERS 表示參與擴(kuò)容的線程已滿
* case4：新數(shù)組為null表示擴(kuò)容完畢
* case5：transferIndex <= 0表示所有需要擴(kuò)容的桶位已經(jīng)被分配完了
*/
if ((sc >>> RESIZE_STAMP_SHIFT) != rs || sc == rs + 1 ||
sc == rs + MAX_RESIZERS || (nt = nextTable) == null ||
transferIndex <= 0)
// 滿足任一條件都不需要擴(kuò)容了，所以直接退出循環(huán)
break;
// 嘗試修改sizeCtl，在其低16位上累加一個1表示新增了一個協(xié)助擴(kuò)容的線程
if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, sc + 1))
// 真正的擴(kuò)容方法
transfer(tab, nt);
}
// table還未擴(kuò)容，需要當(dāng)前線程來進(jìn)行擴(kuò)容
// 這里通過cas方式來嘗試修改 sizeCtl => 高16位：擴(kuò)容戳，低16位-(1 + 1)
else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc,
(rs << RESIZE_STAMP_SHIFT) + 2))
transfer(tab, null);
s = sumCount();
}
}
}
三、總結(jié)
和HashMap的put()相比首先ConcurrentHashMap不允許鍵或值為null。同時為了保證線程安全，新增或覆蓋元素時用的是cas或者synchronized鎖住頭節(jié)點操作。最后一點則是ConcurrentHashMap添加完元素之后先記錄修改次數(shù)，然后執(zhí)行擴(kuò)容的邏輯，和HashMap順序不同。
