ConcurrentHashMap线程安全机制

put源码：

public V put(K key, V value) {return putVal(key, value, false);
}/** Implementation for put and putIfAbsent */
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();int hash = spread(key.hashCode());int binCount = 0;for (Node<K,V>[] tab = table;;) {Node<K,V> f; int n, i, fh;if (tab == null || (n = tab.length) == 0)tab = initTable();else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {if (casTabAt(tab, i, null,new Node<K,V>(hash, key, value, null)))break;                   // no lock when adding to empty bin}else if ((fh = f.hash) == MOVED)tab = helpTransfer(tab, f);else {V oldVal = null;synchronized (f) {if (tabAt(tab, i) == f) {if (fh >= 0) {binCount = 1;for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {K ek;if (e.hash == hash &&((ek = e.key) == key ||(ek != null && key.equals(ek)))) {oldVal = e.val;if (!onlyIfAbsent)e.val = value;break;}Node<K,V> pred = e;if ((e = e.next) == null) {pred.next = new Node<K,V>(hash, key,value, null);break;}}}else if (f instanceof TreeBin) {Node<K,V> p;binCount = 2;if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,value)) != null) {oldVal = p.val;if (!onlyIfAbsent)p.val = value;}}}}if (binCount != 0) {if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)treeifyBin(tab, i);if (oldVal != null)return oldVal;break;}}}addCount(1L, binCount);return null;
}

源码解释:

这个函数是Java中ConcurrentHashMap类的putVal方法，用于在哈希表中插入键值对。函数使用了CAS（Compare and Swap）操作和同步锁来保证并发安全性。具体功能如下：
1、首先检查键值对是否为null，若为null则抛出NullPointerException。
2、计算键的哈希值并进行扩散（spread）操作。
3、使用for循环遍历哈希表，直到插入成功或遇到特定情况退出循环。
4、如果哈希表为空，则调用initTable方法初始化哈希表。
5、如果当前位置的节点为空，则使用CAS操作将新节点插入到空的位置。
6、如果当前位置的节点不为空且为MOVED（表示哈希表正在扩容），则调用helpTransfer方法帮助完成扩容操作。
7、如果当前位置的节点不为空且为链表或红黑树节点，则通过synchronized锁住头Node进行进一步的操作。
遍历链表或红黑树，如果找到与给定键相等的节点，则更新节点的值，并在onlyIfAbsent为false时返回旧值。
如果未找到相等的节点，则在链表尾部或红黑树中插入新节点。
8、如果插入操作成功，则根据binCount（桶计数）的值决定是否需要将链表转换为红黑树，并返回旧值。
9、最后，更新计数器并返回null。
该函数通过使用并发技术，实现了在多线程环境下对哈希表的高效插入操作。

关于CAS操作插入新节点：

CAS（Compare-And-Swap）是一种用于实现多线程同步的原子指令，广泛应用于现代计算机架构中。CAS操作包含三个主要参数：内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。在执行操作时，CAS会原子性地执行以下步骤：