基于Java ConcurrentHashMap的研究

ＡＰ　ＰＬＩＣＡＴＩＯＮ●　一　基于Ｊ　ａ　ｖａ　Ｃ　ｏ　ｎ　ｃｕ　ｒｒｅ　ｎ　ｔ　Ｈ　ａ　ｓ　ｈ　Ｍ　ａ　的研究　摘要：ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ是Ｊａｖａ的ｕｔｉｌ．ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ　包的一部分，它提供比Ｈａｓｈｔａｂｌｅ或者ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄＭａｐ更　高程度的并发性。而且，对于大多数成功的ｇｅｔ（）操作它　会设法避免完全锁定，其结果就是使得在不损失线程安全的　情况下并发应用程序有着非常好的吞吐量　本文重点介绍　ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ的６种特性．　关键词：Ｊａｖａ、线程、ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ、并发　１　不用锁定遍历数据结构　与Ｈａｓｈｔａｂｌｅ或者典型的锁池Ｍａｐ实现不同，　ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ．ｇｅｔ（）操作不一定需要获取与相关　ｂｕｃｋｅｔ相关联的锁。如果不使用锁定，那么实现必须有能力处　理它用到的所有变量的过时的或者不一致的值，比如说列表头　指针和Ｍａｐ．Ｅｎｔｒｙ元素的域。大多并发类使用同步来保证独占　式访问一个数据结构。ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ没有采用独占性　和一致性，它使用的链表是经过精心设计的，所以其实现可以　检测到它的列表是否一致或者已经过时。　２、使用不变性　不一致性的一个重要来源是可以避免得，其方法是使Ｅｎｔｒｙ　元素接近不变性一一除了值字段（它们是易变的）之外，所有　字段都是ｆｉｎａｌ的。这就意味着不能将元素添加到ｈａｓｈ链的中　间或末尾，或者从ｈａｓｈ链的中间或末尾删除元素一一而只能从　ｈａｓｈ链的开头添加元素，并且删除操作包括克隆整个链或链的　一部分并更新列表的头指针。　检索操作　检索操作首先为目标ｂｕｃｋｅｔ查找头指针（是在不锁定的　情况下完成的，所以说可能是过时的），然后在不获取ｂｕｃｋｅｔ　锁的情况下遍历ｂｕｃｋｅｔ链。如果它不能发现要查找的值，就　会同步并试图再次查找条目。　３　删除操作　因为一个线程可能看到ｈａｓｈ链中链接指针的过时的值，简　单地从链中删除一个元素不足以保证其他线程在进行查找的时　候不继续看到被删除的值。相反，从清单３我们可以看到，删　除操作分两个过程一一首先找到适当的ＥｎｆⅣ对象并把其值字段　设为ｎｕｌｌ，然后对链中从头元素到要删除的元素的部分进行克隆，　再连接到要删除的元素之后的部分。因为值字段是易变的，如　果另外一个线程正在过时的链中查找那个被删除的元素，它会　立即看到一个空值，并知道使用同步重新进行检索。最终，原　始ｈａｓｈ链中被删除的元素将会被垃圾收集。　４，插入和更新操作　ｐｕｔ（）的实现很简单。像ｒｅｍｏｖｅ［）一样，ｐｕｔ（）会在执行　期间保持ｂｕｃｋｅｔ锁，但是由于ｐｕｔ（）并不是都需要获取锁，所　以这并不一定会阻塞其他读线程的执行（也不会阻塞其他写线　程访问别的ｂｕｃｋｅｔ）。它首先会在适当的ｈａｓｈ链中搜索需要　的键值。　动态调整大小　随着ｍａｐ中元素数目的增长，ｈａｓｈ链将会变长，因此检　索时间也会增加。从某种意义上说，增加ｂｕｃｋｅｔ的数目和重排　其中的值是非常重要的。在有些像Ｈａｓｈｔａｂｌｅ之类的类中，这　很简单，因为保持一个应用到整个ｍａｐ的独占锁是可能的。在　ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ中，每次一个条目插入的时候，如果链　的长度超过了某个阈值，链就被标记为需要调整大小。当有足　够多的链被标记为需要调整大小以后，ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ　就使用递归获取每个ｂｕｃｋｅｔ上的锁并重排每个ｂｕｃｋｅｔ中的元　素到一个新的、更大的ｈａｓｈ表中。多数情况下，这是自动发生　的，并且对调用者透明。　结束语　ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ对于很多并发应用程序来说是一个　非常有用的类，而且对于理解ＪＭＭ何以取得较高性能的微妙细　节是一个很好的例子。ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＨａｓｈＭａｐ是编码的经典，　需要深刻理解并发和ＪＭＭ才能够写得出。嘻ｐ　参考文献：　【ｌ】ＬＥＷＩＳ　Ｂ．Ｊａｖａ多线程编程［Ｍ】．北京：电子工业出版社，２０００　［２ｌ　Ｄａｖｉｄ　Ｙ　Ｗ　Ｐａｒｋ，Ｕｌｒｉｃｈ　Ｓｔｅｍ，Ｊｅｎｓ　Ｕ　Ｓｋａｋｋｅｂａｋ，ｅｔ　ａ１．　Ｊａｖａ　ｍｏｄｅｌ　ｃｈｅｃｋｉｎｇ［ｅ１．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ＡＳＥ．２ｏ０Ｏ．　［３Ｊ　Ｇｏｅｔｚ　Ｂ，Ｐｅｉｅｒｌｓ　Ｔ，Ｂｌｏｃｈ　Ｊ．Ｊａｖａ　Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｃｙ　ｉｎ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ＩＭ１．Ａｄｄｉｓｏｎ　Ｗｅｓｌｅｙ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ，２００６，１一ｌ１　【４】Ｂｒｕｅｎｉｎｇ　Ｄ　Ｌ．Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉｔｈｒｅａ（ｔｅｄ　Ｊａｖａ　Ｐｒｏｇｒａｍｓ　ｌＭ】．ＭＩＴ　Ｐｒｅｓｓ，ｌ９９９，３—１５．　作者简介：　李大鹏唐山学院计算中心　黄金红唐山学院经济管理系　２０１０．口５　蜀　６７