Java 8 ConcurrentHashMap

Question

我注意到，ConcurrentHashMap已经在Java 8中被完全重写为更“无锁”。我浏览了get()方法的代码，发现没有显式的锁机制：

public V get(Object key) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
    int h = spread(key.hashCode());
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
        if ((eh = e.hash) == h) {
            if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                return e.val;
        }
        else if (eh < 0)
            return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
        while ((e = e.next) != null) {
            if (e.hash == h &&
                ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                return e.val;
        }
    }
    return null;
}

问题：

如何从一个线程中查看如何从其他线程对此hashmap进行修改，因为代码不是在同步伞下(这将强制执行happens-before 关系)？。

注意:整个ConcurrentHashMap是一个表的包装器：transient volatile Node<K,V>[] table;

所以table是对数组的易失性引用，而不是对易失性元素数组的引用！这意味着，如果有人在此数组中更新元素，则修改将不会出现在其他线程中。

Answer 1

简短回答

Node#val是volatile，它确定您在订货前发生的情况。

较长答案

synchronized不是线程安全的要求，它是工具箱中使系统线程安全的一个工具。为了考虑线程安全，您必须考虑这个ConcurrentHashMap上的一整套操作。

知道原始的ConcurrentHashMap也是非阻塞的是有用的。注意之前的Java 8 CHM get

V get(Object key, int hash) {
    if (count != 0) { // read-volatile
        HashEntry<K,V> e = getFirst(hash);
        while (e != null) {
            if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {
                V v = e.value;
                if (v != null)
                    return v;
                return readValueUnderLock(e); // ignore this
            }
            e = e.next;
        }
    }
    return null;
}

在这种情况下，没有阻塞，那么它是如何工作的？HashEntry#value是volatile。这是线程安全的同步点。

CHM-8的Node类是相同的.

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    volatile V val;
    volatile Node<K,V> next;

因此，在这种情况下，一个非空的val应该确保你发生-之前的关系有关的行动之前，一个空头。

Answer 2

文档没有声明同步发生。例如，它声明

..。聚合操作(如putAll和clear )、并发检索可能只反映某些条目的插入或删除。

换句话说，允许并发使用和提供同步访问是有区别的。

Answer 3

Java语言规范写入

如果我们有两个动作x和y，我们写hb(x，y)来表示x发生在y之前。

• 如果x和y是同一个线程的动作，x以程序顺序出现在y之前，则hb(x，y)。
• 在对象的构造函数结束到终结器的开始(§12.6)之前发生了这样的情况。
• 如果一个动作x与以下动作y同步，那么我们也有hb(x，y)。
• 如果hb(x，y)和hb(y，z)，则hb(x，z)。

和定义

同步操作诱导同步-与动作的关系，定义如下：

• 监视器m上的解锁操作同步-与m上的所有后续锁操作同步(其中“后继”根据同步顺序定义)。
• 对易失性变量v (§8.3.1.4)的写入与任何线程对v的所有后续读取同步(其中“后继”根据同步顺序定义)。
• 启动线程的动作与它启动的线程中的第一个动作同步。
• 对每个变量的默认值(零、假或空)的写入与每个线程中的第一个操作同步。 尽管在分配包含变量的对象之前将默认值写入变量似乎有点奇怪，但从概念上讲，每个对象都是在程序开始时创建的，其默认值为默认值。
• 线程T1中的最终操作与另一个线程T2中检测到T1已终止的任何操作同步。 T2可以通过调用T1.isAlive()或T1.join()来实现这一点。
• 如果线程T1中断线程T2，则T1的中断将同步--与任何其他线程(包括T2)确定T2已被中断(通过引发InterruptedException或调用Thread.interrupted或Thread.isInterrupted)的任何点同步。

也就是说，读取易失性字段就会发生--就像显式锁一样。