前言
Map 這樣的Key Value在軟件開發中是非常經典的結構，常用於在內存中存放數據。
本篇主要想討論 ConcurrentHashMap 這樣一個併發容器，在正式開始之前我覺得有必要談談 HashMap，沒有它就不會有後面的 ConcurrentHashMap。
HashMap
衆所周知 HashMap 底層是基於數組 + 鏈表組成的，不過在 jdk1.7 和 1.8 中具體實現稍有不同。
Base 1.7
1.7 中的數據結構圖：
先來看看 1.7 中的實現。
這是 HashMap 中比較核心的幾個成員變量；看看分別是什麼意思？
初始化桶大小，因爲底層是數組，所以這是數組默認的大小。
桶最大值。
默認的負載因子（0.75）
table真正存放數據的數組。
Map存放數量的大小。
桶大小，可在初始化時顯式指定。
負載因子，可在初始化時顯式指定。
重點解釋下負載因子：
由於給定的 HashMap 的容量大小是固定的，比如默認初始化：
public HashMap() {
this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
threshold = initialCapacity;
init();
}
給定的默認容量爲 16，負載因子爲 0.75。Map 在使用過程中不斷的往裏面存放數據，當數量達到了16 * 0.75 = 12就需要將當前 16 的容量進行擴容，而擴容這個過程涉及到 rehash、複製數據等操作，所以非常消耗性能。
因此通常建議能提前預估 HashMap 的大小最好，儘量的減少擴容帶來的性能損耗。
根據代碼可以看到其實真正存放數據的是
transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;
這個數組，那麼它又是如何定義的呢？
Entry 是 HashMap 中的一個內部類，從他的成員變量很容易看出：
key 就是寫入時的鍵。
value 自然就是值。
開始的時候就提到 HashMap 是由數組和鏈表組成，所以這個 next 就是用於實現鏈表結構。
hash 存放的是當前 key 的 hashcode。
知曉了基本結構，那來看看其中重要的寫入、獲取函數：
put 方法
public V put(K key, V value) {
if (table == EMPTY_TABLE) {
inflateTable(threshold);
}
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
判斷當前數組是否需要初始化。
如果 key 爲空，則 put 一個空值進去。
根據 key 計算出 hashcode。
根據計算出的 hashcode 定位出所在桶。
如果桶是一個鏈表則需要遍歷判斷裏面的 hashcode、key 是否和傳入 key 相等，如果相等則進行覆蓋，並返回原來的值。
如果桶是空的，說明當前位置沒有數據存入；新增一個 Entry 對象寫入當前位置。
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}
當調用 addEntry 寫入 Entry 時需要判斷是否需要擴容。
如果需要就進行兩倍擴充，並將當前的 key 重新 hash 並定位。
而在createEntry中會將當前位置的桶傳入到新建的桶中，如果當前桶有值就會在位置形成鏈表。
get 方法
再來看看 get 函數：
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
Entry entry = getEntry(key);
return null == entry ? null : entry.getValue();
}
final Entry getEntry(Object key) {
if (size == 0) {
return null;
}
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
for (Entry e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
}
return null;
}
首先也是根據 key 計算出 hashcode，然後定位到具體的桶中。
判斷該位置是否爲鏈表。
不是鏈表就根據key、key 的 hashcode是否相等來返回值。
爲鏈表則需要遍歷直到 key 及 hashcode 相等時候就返回值。
啥都沒取到就直接返回 null 。
作者：AI喬治
鏈接：https://www.jianshu.com/p/7e36a15f7d3a
來源：簡書
簡書著作權歸作者所有，任何形式的轉載都請聯繫作者獲得授權並註明出處。