面试题答案
一键面试-
扩容操作步骤:
- 确定扩容时机:当某个Segment中的元素数量达到了该Segment的负载因子(loadFactor)与容量(capacity)的乘积时,就会触发该Segment的扩容。
- 创建新的数组:每个Segment在扩容时会创建一个新的Entry数组,新数组的大小是原数组大小的2倍。
- 重新计算元素位置:遍历原Segment中的Entry数组,对每个元素重新计算在新数组中的位置。这是通过元素的哈希值与新数组的长度减1进行按位与运算(hash & (newCapacity - 1))来确定新的索引位置。
- 迁移元素:将原数组中的元素迁移到新数组对应的位置上。在迁移过程中,会处理链表的情况,如果原位置是链表结构,在新数组中可能会因为重新计算位置而分散到不同位置,或者依然在同一位置但链表结构可能会有所调整。
- 替换数组:完成所有元素迁移后,将新数组替换原数组。
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保证并发访问一致性和数据完整性:
- 分段锁机制:
- 由于ConcurrentHashMap基于分段锁,每个Segment有自己独立的锁。在扩容时,只有需要扩容的Segment会被锁定,其他Segment依然可以正常进行读、写操作,这保证了整体的并发性能。
- 读操作:对于读操作,由于不需要获取锁(除了涉及到size等需要统计全局信息的操作),所以在扩容过程中读操作可以正常进行。在扩容时,即使某个Segment正在迁移元素,读操作仍然可以从原数组中读取数据,因为读操作不会修改数据结构。
- 写操作:写操作(如put操作)在进入需要扩容的Segment时,会获取该Segment的锁。如果此时该Segment正在扩容,写操作会等待扩容完成后再进行。这保证了在扩容过程中,不会有新的写操作干扰扩容,从而保证了数据的完整性。
- volatile修饰:
- ConcurrentHashMap中的一些关键变量,如每个Segment的table数组,是使用volatile修饰的。这保证了在扩容过程中,当新数组替换原数组时,其他线程能够及时感知到这个变化,从而读取到最新的数据,保证了并发访问的一致性。
- 分段锁机制: