【并发】ThreadLocalMap 扩容机制

ThreadLocalMap 的扩容机制用于在存储的条目数量超出当前数组容量时调整数组大小，以提高性能并减少哈希冲突。扩容过程包括创建一个更大的数组、重新哈希现有条目，并更新阈值。

扩容过程

扩容过程通常包括以下步骤：

扩容相关代码解析

以下是 ThreadLocalMap 中处理扩容的关键代码片段：

private void rehash() {
    expungeStaleEntries(); // 清除过时条目

    if (size >= threshold - threshold / 4)
        resize(); // 进行扩容
}

// 扩容
private void resize() {
    Entry[] oldTab = table; // 旧的表
    int oldLen = oldTab.length; // 旧的长度
    int newLen = oldLen * 2; // 新的长度
    Entry[] newTab = new Entry[newLen]; // 创建新的表
    int count = 0;

    for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
        Entry e = oldTab[j]; // 遍历旧的条目
        if (e != null) {
            ThreadLocal<?> k = e.get();
            if (k == null) {
                e.value = null; // 清理无效的值
            } else {
                int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1); // 计算新表中的位置
                while (newTab[h] != null)
                    h = nextIndex(h, newLen); // 处理冲突
                newTab[h] = e; // 插入到新表
                count++;
            }
        }
    }

    setThreshold(newLen); // 更新阈值
    size = count; // 更新条目数
    table = newTab; // 更新表引用
}

关键点解析

1. expungeStaleEntries()：

   • 在扩容之前调用 expungeStaleEntries() 方法，清除所有过时的条目（即键为 null 的条目），以确保在扩容时不会将无效的条目移到新表中。

2. 创建新数组：

   • newTab 是扩容后的新数组，其大小是旧数组的两倍。

3. 重新哈希：

   • 遍历旧数组中的每个条目，计算其在新数组中的位置，并处理可能的哈希冲突。

4. 更新阈值：

   • 新的阈值是新数组长度的 2/3。这个阈值决定了何时触发下一次扩容。

5. 冲突处理：

   • 使用线性探测法（nextIndex）处理哈希冲突。虽然新的数组会减少冲突，但仍然需要处理可能的冲突。

总结

ThreadLocalMap 的扩容机制通过创建更大的数组和重新哈希现有条目来提高性能。扩容过程包括清理过时条目、计算新数组的位置、处理哈希冲突以及更新阈值。这样做可以有效地减少哈希冲突，提高查找效率，并确保 ThreadLocalMap 的性能随着存储的条目数量增加而保持稳定。