Java：ConcurrentHashMap支持完全並發的讀

ConcurrentHashMap完全允許多個讀操作並發進行，讀操作並不需要加鎖。（事實上，ConcurrentHashMap支持完全並發的讀以及一定程度並發的寫。）如果使用傳統的技術，如HashMap中的實現，如果允許可以在hash鏈的中間添加或刪除元素，讀操作不加鎖將得到不一致的數據。但是ConcurrentHashMap實現技術是保證HashEntry幾乎是不可變的。HashEntry代表每個hash鏈中的一個節點，其結構如下所示： 

 

static final class HashEntry<K,V> {
        final K key;
        final int hash;
        volatile V value;
        final HashEntry<K,V> next;

        HashEntry(K key, int hash, HashEntry<K,V> next, V value) {
            this.key = key;
            this.hash = hash;
            this.next = next;
            this.value = value;
        }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    static final <K,V> HashEntry<K,V>[] newArray(int i) {
        return new HashEntry[i];
    }
    }

可以看到除了value不是final的，其它值都是final的，這意味着不能從hash鏈的中間或尾部添加或刪除節點，因為這需要修改next引用值，所有的節點的修改只能從頭部開始。對於put操作，可以一律添加到Hash鏈的頭部。但是對於remove操作，可能需要從中間刪除一個節點，這就需要將要刪除節點的前面所有節點整個復制一遍，最后一個節點指向要刪除結點的下一個結點。為了確保讀操作能夠看到最新的值，將value設置成volatile，這避免了加鎖。 remove操作要注意一個問題：如果某個讀操作在刪除時已經定位到了舊的鏈表上，那么此操作仍然將能讀到數據，只不過讀取到的是舊數據而已，這在多線程里面是沒有問題的。
HashEntry 類的 value 域被聲明為 Volatile 型，Java 的內存模型可以保證：某個寫線程對 value 域的寫入馬上可以被后續的某個讀線程“看”到。在 ConcurrentHashMap 中，不允許用 null作為鍵和值，當讀線程讀到某個 HashEntry 的 value 域的值為 null 時，便知道產生了沖突——發生了重排序現象，需要加鎖后重新讀入這個 value 值。這些特性互相配合，使得讀線程即使在不加鎖狀態下，也能正確訪問 ConcurrentHashMap。 

 

在看源碼實現時，對HashEntry 的 value 域的值可能為 null有些疑惑，網上都是說發生了重排序現象，后來仔細想想不完全正確，重排序發生在刪除操作時，這只是其中的一個原因，盡管ConcurrentHashMap不允許將value為null的值加入，但現在仍然能夠讀到一個為空的value就意味着此值對當前線程還不可見，主要因為HashEntry還沒有完全構造完成導致的，所以對添加和刪除（對鏈表的結構性修改都可能會導致value為null）。

 

轉自：http://blog.csdn.net/enjoyinwind/article/details/41148895