5 transfer - 扩容
在 put 方法最后检查是否需要扩容,从 put 方法的 addCount 方法进入transfer 方法.
主要就是新建新的空数组，然后移动拷贝每个元素到新数组.
private final void transfer(Node<K,V>[] tab, Node<K,V>[] nextTab) { // 旧数组的长度 int n = tab.length, stride; if ((stride = (NCPU > 1) ? (n >>> 3) / NCPU : n) < MIN_TRANSFER_STRIDE) stride = MIN_TRANSFER_STRIDE; // subdivide range // 如果新数组为空，初始化，大小为原数组的两倍，n << 1 if (nextTab == null) { // initiating try { @SuppressWarnings("unchecked") Node<K,V>[] nt = (Node<K,V>[])new Node<?,?>[n << 1]; nextTab = nt; } catch (Throwable ex) { // try to cope with OOME sizeCtl = Integer.MAX_VALUE; return; } nextTable = nextTab; transferIndex = n; } // 新数组长度 int nextn = nextTab.length; // 若原数组上是转移节点，说明该节点正在被扩容 ForwardingNode<K,V> fwd = new ForwardingNode<K,V>(nextTab); boolean advance = true; boolean finishing = false; // to ensure sweep before committing nextTab // 自旋，i 值会从原数组的最大值递减到 0 for (int i = 0, bound = 0;;) { Node<K,V> f; int fh; while (advance) { int nextIndex, nextBound; // 结束循环的标志 if (--i >= bound || finishing) advance = false; // 已经拷贝完成 else if ((nextIndex = transferIndex) <= 0) { i = -1; advance = false; } // 每次减少 i 的值 else if (U.compareAndSwapInt (this, TRANSFERINDEX, nextIndex, nextBound = (nextIndex > stride ? nextIndex - stride : 0))) { bound = nextBound; i = nextIndex - 1; advance = false; } } // if 任意条件满足说明拷贝结束了 if (i < 0 || i >= n || i + n >= nextn) { int sc; // 拷贝结束，直接赋值，因为每次拷贝完一个节点，都在原数组上放转移节点，所以拷贝完成的节点的数据一定不会再发生变化 // 原数组发现是转移节点，是不会操作的，会一直等待转移节点消失之后在进行操作 // 也就是说数组节点一旦被标记为转移节点，是不会再发生任何变动的，所以不会有任何线程安全的问题 // 所以此处直接赋值，没有任何问题。 if (finishing) { nextTable = null; table = nextTab; sizeCtl = (n << 1) - (n >>> 1); return; } if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc = sizeCtl, sc - 1)) { if ((sc - 2) != resizeStamp(n) << RESIZE_STAMP_SHIFT) return; finishing = advance = true; i = n; // recheck before commit } } else if ((f = tabAt(tab, i)) == null) advance = casTabAt(tab, i, null, fwd); else if ((fh = f.hash) == MOVED) advance = true; // already processed else { synchronized (f) { // 节点的拷贝 if (tabAt(tab, i) == f) { Node<K,V> ln, hn; if (fh >= 0) { int runBit = fh & n; Node<K,V> lastRun = f; for (Node<K,V> p = f.next; p != null; p = p.next) { int b = p.hash & n; if (b != runBit) { runBit = b; lastRun = p; } } if (runBit == 0) { ln = lastRun; hn = null; } else { hn = lastRun; ln = null; } // 如果节点只有单个数据，直接拷贝，如果是链表，循环多次组成链表拷贝 for (Node<K,V> p = f; p != lastRun; p = p.next) { int ph = p.hash; K pk = p.key; V pv = p.val; if ((ph & n) == 0) ln = new Node<K,V>(ph, pk, pv, ln); else hn = new Node<K,V>(ph, pk, pv, hn); } // 在新数组位置上放置拷贝的值 setTabAt(nextTab, i, ln); setTabAt(nextTab, i + n, hn); // 在老数组位置上放上 ForwardingNode 节点 // put 时，发现是 ForwardingNode 节点，就不会再动这个节点的数据了 setTabAt(tab, i, fwd); advance = true; } // 红黑树的拷贝 else if (f instanceof TreeBin) { // 红黑树的拷贝工作，同 HashMap 的内容，代码忽略 ... // 在老数组位置上放上 ForwardingNode 节点 setTabAt(tab, i, fwd); advance = true; } } } } } }
执行流程
- 首先把原数组的值全部拷贝到扩容之后的新数组，先从数组的队尾开始拷贝
- 拷贝数组的槽点时，先把原数组槽点锁住，成功拷贝到新数组时，把原数组槽点赋值为转移节点
- 这时如果有新数据正好需要 put 到该槽点时，发现槽点为转移节点，就会一直等待，所以在扩容完成之前，该槽点对应的数据是不会发生变化的
- 从数组的尾部拷贝到头部，每拷贝成功一次，就把原数组中的节点设置成转移节点
直到所有数组数据都拷贝到新数组时，直接把新数组整个赋值给数组容器，拷贝完成。
6 总结
ConcurrentHashMap 作为一个并发 map,是面试必问点,也是工作中必须掌握的并发容器.
