理解 ConcurrentHashMap 计算方法的代码答案

【问题标题】：Understanding code of ConcurrentHashMap compute method理解 ConcurrentHashMap 计算方法的代码
【发布时间】：2018-05-24 23:14:07
【问题描述】：

刚刚在 ConcurrentHashMap 计算方法中发现了这个奇怪的代码：（第 1847 行）

public V compute(K key,
                 BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
    ...
    Node<K,V> r = new ReservationNode<K,V>();
    synchronized (r) {   <--- what is this?
        if (casTabAt(tab, i, null, r)) {
            binCount = 1;
            Node<K,V> node = null;

因此代码对仅对当前线程可用的新变量执行同步。这意味着没有其他线程可以竞争这个锁或造成内存屏障效应。

这个动作有什么意义？这是一个错误还是会导致一些我不知道的不明显副作用？

附言jdk1.8.0_131

【问题讨论】：

第 740 行周围有一个注释块，它可能会解释为什么要这样做。据我了解，该节点通过Unsafe 操作与tab 变量交换，因此此时所有线程都可能开始看到它，并且此时它应该被创建节点的线程锁定，因此其他线程必须等待对节点执行任何操作。否则，有可能在交换发生后立即参加比赛。

标签： java multithreading concurrenthashmap

【解决方案1】：

casTabAt(tab, i, null, r)

正在发布对r 的引用。

static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
                                    Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
    return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
}

因为c 被放入tab，它可能被另一个线程访问，例如在putVal。因此，这个synchronized 块对于排除其他线程与Node 执行其他同步操作是必要的。

【讨论】：

不确定“泄漏”是正确的动词。 “泄漏”通常意味着意外，但代码使节点对其他线程可见并非偶然。
“曝光”在这里可能是更好的选择
@Caleth 我已经在考虑将其更改为“发布”，如“不安全的发布”（尽管在这种情况下它不是“不安全”；但这只是一个众所周知的引用术语在当前执行线程之外可用）。

【解决方案2】：

这里只需 0.02 美元

您在此处显示的内容实际上只是ReservationNode - 这意味着 bin 是空的，并且保留某些节点。请注意，此方法稍后会将此节点替换为真实节点：

 setTabAt(tab, i, node);

因此，据我所知，这样做是为了使替换是原子的。一旦通过casTabAt 发布并且如果其他线程看到它 - 他们无法同步它，因为锁已经被持有。

还要注意，当 bin 中有一个 Entry 时，第一个 Node 用于同步（它在方法中更靠后）：

boolean added = false;
            synchronized (f) { // locks the bin on the first Node
                if (tabAt(tab, i) == f) {
......

作为侧节点，这种方法在9 中发生了变化，因为8。例如运行这段代码：

 map.computeIfAbsent("KEY", s -> {
    map.computeIfAbsent("KEY"), s -> {
        return 2;
    }
 })

永远不会在 8 中完成，但会在 9 中抛出 Recursive Update。

【讨论】：

【解决方案3】：

虽然r 在此时是一个新变量，但它会立即通过if (casTabAt(tab, i, null, r)) 放入内部table，此时另一个线程可以在代码的不同部分访问它。

一个内部的非 javadoc 注释如此描述它

在空 bin 中插入（通过 put 或其变体）第一个节点只需将其放入垃圾箱即可执行。这是迄今为止最大多数键/哈希分布下的 put 操作的常见情况。其他更新操作（插入、删除和替换）需要锁定。我们不想浪费关联不同的空间所需的空间用每个 bin 锁定对象，所以改为使用 bin 列表的第一个节点本身就是一把锁。对这些锁的锁定支持依赖于内置 “同步”监视器。

【讨论】：