摘要：介紹跳表是一個隨機(jī)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)就是一種可以進(jìn)行二分查找的有序鏈表。跳表不僅能提高搜索性能，同時(shí)也可以提高插入和刪除操作的性能。源碼分析主要內(nèi)部類內(nèi)部類跟存儲結(jié)構(gòu)結(jié)合著來看，大概能預(yù)測到代碼的組織方式。
介紹
跳表是一個隨機(jī)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)就是一種可以進(jìn)行二分查找的有序鏈表。
跳表在原有的有序鏈表上面增加了多級索引，通過索引來實(shí)現(xiàn)快速查找。
跳表不僅能提高搜索性能，同時(shí)也可以提高插入和刪除操作的性能。
存儲結(jié)構(gòu)
跳表在原有的有序鏈表上面增加了多級索引，通過索引來實(shí)現(xiàn)快速查找。
源碼分析
主要內(nèi)部類
內(nèi)部類跟存儲結(jié)構(gòu)結(jié)合著來看，大概能預(yù)測到代碼的組織方式。
// 數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，典型的單鏈表結(jié)構(gòu)
static final class Node {
final K key;
// 注意：這里value的類型是Object，而不是V
// 在刪除元素的時(shí)候value會指向當(dāng)前元素本身
volatile Object value;
volatile Node next;
Node(K key, Object value, Node next) {
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
Node(Node next) {
this.key = null;
this.value = this; // 當(dāng)前元素本身(marker)
this.next = next;
}
}
// 索引節(jié)點(diǎn)，存儲著對應(yīng)的node值，及向下和向右的索引指針
static class Index {
final Node node;
final Index down;
volatile Index right;
Index(Node node, Index down, Index right) {
this.node = node;
this.down = down;
this.right = right;
}
}
// 頭索引節(jié)點(diǎn)，繼承自Index，并擴(kuò)展一個level字段，用于記錄索引的層級
static final class HeadIndex extends Index {
final int level;
HeadIndex(Node node, Index down, Index right, int level) {
super(node, down, right);
this.level = level;
}
}
（1）Node，數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，存儲數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，典型的單鏈表結(jié)構(gòu)；
（2）Index，索引節(jié)點(diǎn)，存儲著對應(yīng)的node值，及向下和向右的索引指針；
（3）HeadIndex，頭索引節(jié)點(diǎn)，繼承自Index，并擴(kuò)展一個level字段，用于記錄索引的層級；
構(gòu)造方法
public ConcurrentSkipListMap() {
this.comparator = null;
initialize();
}
public ConcurrentSkipListMap(Comparator comparator) {
this.comparator = comparator;
initialize();
}
public ConcurrentSkipListMap(Map m) {
this.comparator = null;
initialize();
putAll(m);
}
public ConcurrentSkipListMap(SortedMap m) {
this.comparator = m.comparator();
initialize();
buildFromSorted(m);
}
##四個構(gòu)造方法里面都調(diào)用了initialize()這個方法
private static final Object BASE_HEADER = new Object();
private void initialize() {
keySet = null;
entrySet = null;
values = null;
descendingMap = null;
// Node(K key, Object value, Node next)
// HeadIndex(Node node, Index down, Index right, int level)
head = new HeadIndex(new Node(null, BASE_HEADER, null),
null, null, 1);
}
可以看到，這里初始化了一些屬性，并創(chuàng)建了一個頭索引節(jié)點(diǎn)，里面存儲著一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的值是空對象，且它的層級是1。
所以，初始化的時(shí)候，跳表中只有一個頭索引節(jié)點(diǎn)，層級是1，數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)是一個空對象，down和right都是null。
通過內(nèi)部類的結(jié)構(gòu)我們知道，一個頭索引指針包含node, down, right三個指針，為了便于理解，我們把指向node的指針用虛線表示，其它兩個用實(shí)線表示，也就是虛線不是表明方向的。
增加元素
我們知道跳表插入元素的時(shí)候，會隨機(jī)的方式?jīng)Q定出它需要的層級，然后向下找到各層鏈中它所在的位置，最后通過單鏈表插入的方式把節(jié)點(diǎn)及索引插入進(jìn)去來實(shí)現(xiàn)的。
public V put(K key, V value) {
// 不能存儲value為null的元素
// 因?yàn)関alue為null標(biāo)記該元素被刪除（后面會看到）
if (value == null)
throw new NullPointerException();
// 調(diào)用doPut()方法添加元素
return doPut(key, value, false);
}
private V doPut(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// 添加元素后存儲在z中
Node z; // added node
// key也不能為null
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparator cmp = comparator;
// Part I：找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置并插入
// 這里的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，也就是最底層的那條鏈
// 自旋
outer: for (;;) {
// 尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，存儲在b中，b=before
// 并把b的下一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)存儲在n中，n=next
// 為了便于描述，我這里把b叫做當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，n叫做下一個節(jié)點(diǎn)
for (Node b = findPredecessor(key, cmp), n = b.next;;) {
// 如果下一個節(jié)點(diǎn)不為空
// 就拿其key與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的key比較，找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該插入的位置
if (n != null) {
// v=value，存儲節(jié)點(diǎn)value值
// c=compare，存儲兩個節(jié)點(diǎn)比較的大小
Object v; int c;
// n的下一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，也就是b的下一個節(jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)（孫子節(jié)點(diǎn)）
Node f = n.next;
// 如果n不為b的下一個節(jié)點(diǎn)
// 說明有其它線程修改了數(shù)據(jù)，則跳出內(nèi)層循環(huán)
// 也就是回到了外層循環(huán)自旋的位置，從頭來過
if (n != b.next) // inconsistent read
break;
// 如果n的value值為空，說明該節(jié)點(diǎn)已刪除，協(xié)助刪除節(jié)點(diǎn)
if ((v = n.value) == null) { // n is deleted
// todo 這里為啥會協(xié)助刪除？后面講
n.helpDelete(b, f);
break;
}
// 如果b的值為空或者v等于n，說明b已被刪除
// 這時(shí)候n就是marker節(jié)點(diǎn)，那b就是被刪除的那個
if (b.value == null || v == n) // b is deleted
break;
// 如果目標(biāo)key與下一個節(jié)點(diǎn)的key大
// 說明目標(biāo)元素所在的位置還在下一個節(jié)點(diǎn)的后面
if ((c = cpr(cmp, key, n.key)) > 0) {
// 就把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)往后移一位
// 同樣的下一個節(jié)點(diǎn)也往后移一位
// 再重新檢查新n是否為空，它與目標(biāo)key的關(guān)系
b = n;
n = f;
continue;
}
// 如果比較時(shí)發(fā)現(xiàn)下一個節(jié)點(diǎn)的key與目標(biāo)key相同
// 說明鏈表中本身就存在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)
if (c == 0) {
// 則用新值替換舊值，并返回舊值（onlyIfAbsent=false）
if (onlyIfAbsent || n.casValue(v, value)) {
@SuppressWarnings("unchecked") V vv = (V)v;
return vv;
}
// 如果替換舊值時(shí)失敗，說明其它線程先一步修改了值，從頭來過
break; // restart if lost race to replace value
}
// 如果c<0，就往下走，也就是找到了目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置
// else c < 0; fall through
}
// 有兩種情況會到這里
// 一是到鏈表尾部了，也就是n為null了
// 二是找到了目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，也就是上面的c<0
// 新建目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，并賦值給z
// 這里把n作為新節(jié)點(diǎn)的next
// 如果到鏈表尾部了，n為null，這毫無疑問
// 如果c<0，則n的key比目標(biāo)key大，相妝于在b和n之間插入目標(biāo)節(jié)點(diǎn)z
z = new Node(key, value, n);
// 原子更新b的下一個節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)z
if (!b.casNext(n, z))
// 如果更新失敗，說明其它線程先一步修改了值，從頭來過
break; // restart if lost race to append to b
// 如果更新成功，跳出自旋狀態(tài)
break outer;
}
}
// 經(jīng)過Part I，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)插入到有序鏈表中了
// Part II：隨機(jī)決定是否需要建立索引及其層次，如果需要則建立自上而下的索引
// 取個隨機(jī)數(shù)
int rnd = ThreadLocalRandom.nextSecondarySeed();
// 0x80000001展開為二進(jìn)制為10000000000000000000000000000001
// 只有兩頭是1
// 這里(rnd & 0x80000001) == 0
// 相當(dāng)于排除了負(fù)數(shù)（負(fù)數(shù)最高位是1），排除了奇數(shù)（奇數(shù)最低位是1）
// 只有最高位最低位都不為1的數(shù)跟0x80000001做&操作才會為0
// 也就是正偶數(shù)
if ((rnd & 0x80000001) == 0) { // test highest and lowest bits
// 默認(rèn)level為1，也就是只要到這里了就會至少建立一層索引
int level = 1, max;
// 隨機(jī)數(shù)從最低位的第二位開始，有幾個連續(xù)的1則level就加幾
// 因?yàn)樽畹臀豢隙ㄊ?，正偶數(shù)嘛
// 比如，1100110，level就加2
while (((rnd >>>= 1) & 1) != 0)
++level;
// 用于記錄目標(biāo)節(jié)點(diǎn)建立的最高的那層索引節(jié)點(diǎn)
Index idx = null;
// 取頭索引節(jié)點(diǎn)（這是最高層的頭索引節(jié)點(diǎn)）
HeadIndex h = head;
// 如果生成的層數(shù)小于等于當(dāng)前最高層的層級
// 也就是跳表的高度不會超過現(xiàn)有高度
if (level <= (max = h.level)) {
// 從第一層開始建立一條豎直的索引鏈表
// 這條鏈表使用down指針連接起來
// 每個索引節(jié)點(diǎn)里面都存儲著目標(biāo)節(jié)點(diǎn)這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
// 最后idx存儲的是這條索引鏈表的最高層節(jié)點(diǎn)
for (int i = 1; i <= level; ++i)
idx = new Index(z, idx, null);
}
else { // try to grow by one level
// 如果新的層數(shù)超過了現(xiàn)有跳表的高度
// 則最多只增加一層
// 比如現(xiàn)在只有一層索引，那下一次最多增加到兩層索引，增加多了也沒有意義
level = max + 1; // hold in array and later pick the one to use
// idxs用于存儲目標(biāo)節(jié)點(diǎn)建立的豎起索引的所有索引節(jié)點(diǎn)
// 其實(shí)這里直接使用idx這個最高節(jié)點(diǎn)也是可以完成的
// 只是用一個數(shù)組存儲所有節(jié)點(diǎn)要方便一些
// 注意，這里數(shù)組0號位是沒有使用的
@SuppressWarnings("unchecked")Index[] idxs =
(Index[])new Index[level+1];
// 從第一層開始建立一條豎的索引鏈表（跟上面一樣，只是這里順便把索引節(jié)點(diǎn)放到數(shù)組里面了）
for (int i = 1; i <= level; ++i)
idxs[i] = idx = new Index(z, idx, null);
// 自旋
for (;;) {
// 舊的最高層頭索引節(jié)點(diǎn)
h = head;
// 舊的最高層級
int oldLevel = h.level;
// 再次檢查，如果舊的最高層級已經(jīng)不比新層級矮了
// 說明有其它線程先一步修改了值，從頭來過
if (level <= oldLevel) // lost race to add level
break;
// 新的最高層頭索引節(jié)點(diǎn)
HeadIndex newh = h;
// 頭節(jié)點(diǎn)指向的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
Node oldbase = h.node;
// 超出的部分建立新的頭索引節(jié)點(diǎn)
for (int j = oldLevel+1; j <= level; ++j)
newh = new HeadIndex(oldbase, newh, idxs[j], j);
// 原子更新頭索引節(jié)點(diǎn)
if (casHead(h, newh)) {
// h指向新的最高層頭索引節(jié)點(diǎn)
h = newh;
// 把level賦值為舊的最高層級的
// idx指向的不是最高的索引節(jié)點(diǎn)了
// 而是與舊最高層平齊的索引節(jié)點(diǎn)
idx = idxs[level = oldLevel];
break;
}
}
}
// 經(jīng)過上面的步驟，有兩種情況
// 一是沒有超出高度，新建一條目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的索引節(jié)點(diǎn)鏈
// 二是超出了高度，新建一條目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的索引節(jié)點(diǎn)鏈，同時(shí)最高層頭索引節(jié)點(diǎn)同樣往上長
// Part III：將新建的索引節(jié)點(diǎn)（包含頭索引節(jié)點(diǎn)）與其它索引節(jié)點(diǎn)通過右指針連接在一起
// 這時(shí)level是等于舊的最高層級的，自旋
splice: for (int insertionLevel = level;;) {
// h為最高頭索引節(jié)點(diǎn)
int j = h.level;
// 從頭索引節(jié)點(diǎn)開始遍歷
// 為了方便，這里叫q為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，r為右節(jié)點(diǎn)，d為下節(jié)點(diǎn)，t為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)層級的索引
for (Index q = h, r = q.right, t = idx;;) {
// 如果遍歷到了最右邊，或者最下邊，
// 也就是遍歷到頭了，則退出外層循環(huán)
if (q == null || t == null)
break splice;
// 如果右節(jié)點(diǎn)不為空
if (r != null) {
// n是右節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，為了方便，這里直接叫右節(jié)點(diǎn)的值
Node n = r.node;
// 比較目標(biāo)key與右節(jié)點(diǎn)的值
int c = cpr(cmp, key, n.key);
// 如果右節(jié)點(diǎn)的值為空了，則表示此節(jié)點(diǎn)已刪除
if (n.value == null) {
// 則把右節(jié)點(diǎn)刪除
if (!q.unlink(r))
// 如果刪除失敗，說明有其它線程先一步修改了，從頭來過
break;
// 刪除成功后重新取右節(jié)點(diǎn)
r = q.right;
continue;
}
// 如果比較c>0，表示目標(biāo)節(jié)點(diǎn)還要往右
if (c > 0) {
// 則把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和右節(jié)點(diǎn)分別右移
q = r;
r = r.right;
continue;
}
}
// 到這里說明已經(jīng)到當(dāng)前層級的最右邊了
// 這里實(shí)際是會先走第二個if
// 第一個if
// j與insertionLevel相等了
// 實(shí)際是先走的第二個if，j自減后應(yīng)該與insertionLevel相等
if (j == insertionLevel) {
// 這里是真正連右指針的地方
if (!q.link(r, t))
// 連接失敗，從頭來過
break; // restart
// t節(jié)點(diǎn)的值為空，可能是其它線程刪除了這個元素
if (t.node.value == null) {
// 這里會去協(xié)助刪除元素
findNode(key);
break splice;
}
// 當(dāng)前層級右指針連接完畢，向下移一層繼續(xù)連接
// 如果移到了最下面一層，則說明都連接完成了，退出外層循環(huán)
if (--insertionLevel == 0)
break splice;
}
// 第二個if
// j先自減1，再與兩個level比較
// j、insertionLevel和t(idx)三者是對應(yīng)的，都是還未把右指針連好的那個層級
if (--j >= insertionLevel && j < level)
// t往下移
t = t.down;
// 當(dāng)前層級到最右邊了
// 那只能往下一層級去走了
// 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)下移
// 再取相應(yīng)的右節(jié)點(diǎn)
q = q.down;
r = q.right;
}
}
}
return null;
}
// 尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
private Node findPredecessor(Object key, Comparator cmp) {
// key不能為空
if (key == null)
throw new NullPointerException(); // don"t postpone errors
// 自旋
for (;;) {
// 從最高層頭索引節(jié)點(diǎn)開始查找，先向右，再向下
// 直到找到目標(biāo)位置之前的那個索引
for (Index q = head, r = q.right, d;;) {
// 如果右節(jié)點(diǎn)不為空
if (r != null) {
// 右節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，為了方便，我們叫右節(jié)點(diǎn)的值
Node n = r.node;
K k = n.key;
// 如果右節(jié)點(diǎn)的value為空
// 說明其它線程把這個節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為刪除了
// 則協(xié)助刪除
if (n.value == null) {
if (!q.unlink(r))
// 如果刪除失敗
// 說明其它線程先刪除了，從頭來過
break; // restart
// 刪除之后重新讀取右節(jié)點(diǎn)
r = q.right; // reread r
continue;
}
// 如果目標(biāo)key比右節(jié)點(diǎn)還大，繼續(xù)向右尋找
if (cpr(cmp, key, k) > 0) {
// 往右移
q = r;
// 重新取右節(jié)點(diǎn)
r = r.right;
continue;
}
// 如果c<0，說明不能再往右了
}
// 到這里說明當(dāng)前層級已經(jīng)到最右了
// 兩種情況：一是r==null，二是c<0
// 再從下一級開始找
// 如果沒有下一級了，就返回這個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
if ((d = q.down) == null)
return q.node;
// 往下移
q = d;
// 重新取右節(jié)點(diǎn)
r = d.right;
}
}
}
// Node.class中的方法，協(xié)助刪除元素
void helpDelete(Node b, Node f) {
/*
* Rechecking links and then doing only one of the
* help-out stages per call tends to minimize CAS
* interference among helping threads.
*/
// 這里的調(diào)用者this==n，三者關(guān)系是b->n->f
if (f == next && this == b.next) {
// 將n的值設(shè)置為null后，會先把n的下個節(jié)點(diǎn)設(shè)置為marker節(jié)點(diǎn)
// 這個marker節(jié)點(diǎn)的值是它自己
// 這里如果不是它自己說明marker失敗了，重新marker
if (f == null || f.value != f) // not already marked
casNext(f, new Node(f));
else
// marker過了，就把b的下個節(jié)點(diǎn)指向marker的下個節(jié)點(diǎn)
b.casNext(this, f.next);
}
}
// Index.class中的方法，刪除succ節(jié)點(diǎn)
final boolean unlink(Index succ) {
// 原子更新當(dāng)前節(jié)點(diǎn)指向下一個節(jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)
// 也就是刪除下一個節(jié)點(diǎn)
return node.value != null && casRight(succ, succ.right);
}
// Index.class中的方法，在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與succ之間插入newSucc節(jié)點(diǎn)
final boolean link(Index succ, Index newSucc) {
// 在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與下一個節(jié)點(diǎn)中間插入一個節(jié)點(diǎn)
Node n = node;
// 新節(jié)點(diǎn)指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)
newSucc.right = succ;
// 原子更新當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)指向新節(jié)點(diǎn)
return n.value != null && casRight(succ, newSucc);
}
我們這里把整個插入過程分成三個部分：
Part I：找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置并插入
這里的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，也就是最底層的那條鏈；
尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都是在最底層的鏈表上）；
從這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)開始往后遍歷，直到找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該插入的位置；
如果這個位置有元素，就更新其值（onlyIfAbsent=false）；
如果這個位置沒有元素，就把目標(biāo)節(jié)點(diǎn)插入；
至此，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)插入到最底層的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)鏈表中了；
Part II：隨機(jī)決定是否需要建立索引及其層次，如果需要則建立自上而下的索引
取個隨機(jī)數(shù)rnd，計(jì)算(rnd & 0x80000001)；
如果不等于0，結(jié)束插入過程，也就是不需要創(chuàng)建索引，返回；
如果等于0，才進(jìn)入創(chuàng)建索引的過程（只要正偶數(shù)才會等于0）；
計(jì)算while (((rnd >>>= 1) & 1) != 0)，決定層級數(shù)，level從1開始；
如果算出來的層級不高于現(xiàn)有最高層級，則直接建立一條豎直的索引鏈表（只有down有值），并結(jié)束Part II；
如果算出來的層級高于現(xiàn)有最高層級，則新的層級只能比現(xiàn)有最高層級多1；
同樣建立一條豎直的索引鏈表（只有down有值）；
將頭索引也向上增加到相應(yīng)的高度，結(jié)束Part II；
也就是說，如果層級不超過現(xiàn)有高度，只建立一條索引鏈，否則還要額外增加頭索引鏈的高度（腦補(bǔ)一下，后面舉例說明）；
Part III：將新建的索引節(jié)點(diǎn)（包含頭索引節(jié)點(diǎn)）與其它索引節(jié)點(diǎn)通過右指針連接在一起（補(bǔ)上right指針）
從最高層級的頭索引節(jié)點(diǎn)開始，向右遍歷，找到目標(biāo)索引節(jié)點(diǎn)的位置；
如果當(dāng)前層有目標(biāo)索引，則把目標(biāo)索引插入到這個位置，并把目標(biāo)索引前一個索引向下移一個層級；
如果當(dāng)前層沒有目標(biāo)索引，則把目標(biāo)索引位置前一個索引向下移一個層級；
同樣地，再向右遍歷，尋找新的層級中目標(biāo)索引的位置，回到第（2）步；
依次循環(huán)找到所有層級目標(biāo)索引的位置并把它們插入到橫向的索引鏈表中；
總結(jié)起來，一共就是三大步：
插入目標(biāo)節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)鏈表中；
建立豎直的down鏈表；
建立橫向的right鏈表；
添加元素舉例
假設(shè)初始鏈表是這樣：
假如，我們現(xiàn)在要插入一個元素9。
（1）尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，在這里也就是找到了5這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；
（2）從5開始向后遍歷，找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，也就是在8和12之間；
（3）插入9這個元素，Part I 結(jié)束；
然后，計(jì)算其索引層級，假如是3，也就是level=3。
（1）建立豎直的down索引鏈表；
（2）超過了現(xiàn)有高度2，還要再增加head索引鏈的高度；
（3）至此，Part II 結(jié)束；
最后，把right指針補(bǔ)齊。
（1）從第3層的head往右找當(dāng)前層級目標(biāo)索引的位置；
（2）找到就把目標(biāo)索引和它前面索引的right指針連上，這里前一個正好是head；
（3）然后前一個索引向下移，這里就是head下移；
（4）再往右找目標(biāo)索引的位置；
（5）找到了就把right指針連上，這里前一個是3的索引；
（6）然后3的索引下移；
（7）再往右找目標(biāo)索引的位置；
（8）找到了就把right指針連上，這里前一個是5的索引；
（9）然后5下移，到底了，Part III 結(jié)束，整個插入過程結(jié)束；
刪除元素
刪除元素，就是把各層級中對應(yīng)的元素刪除即可.
public V remove(Object key) {
return doRemove(key, null);
}
final V doRemove(Object key, Object value) {
// key不為空
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparator cmp = comparator;
// 自旋
outer: for (;;) {
// 尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前的最近的索引節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
// 為了方便，這里叫b為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，n為下一個節(jié)點(diǎn)，f為下下個節(jié)點(diǎn)
for (Node b = findPredecessor(key, cmp), n = b.next;;) {
Object v; int c;
// 整個鏈表都遍歷完了也沒找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，退出外層循環(huán)
if (n == null)
break outer;
// 下下個節(jié)點(diǎn)
Node f = n.next;
// 再次檢查
// 如果n不是b的下一個節(jié)點(diǎn)了
// 說明有其它線程先一步修改了，從頭來過
if (n != b.next) // inconsistent read
break;
// 如果下個節(jié)點(diǎn)的值奕為null了
// 說明有其它線程標(biāo)記該元素為刪除狀態(tài)了
if ((v = n.value) == null) { // n is deleted
// 協(xié)助刪除
n.helpDelete(b, f);
break;
}
// 如果b的值為空或者v等于n，說明b已被刪除
// 這時(shí)候n就是marker節(jié)點(diǎn)，那b就是被刪除的那個
if (b.value == null || v == n) // b is deleted
break;
// 如果c<0，說明沒找到元素，退出外層循環(huán)
if ((c = cpr(cmp, key, n.key)) < 0)
break outer;
// 如果c>0，說明還沒找到，繼續(xù)向右找
if (c > 0) {
// 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)往后移
b = n;
// 下一個節(jié)點(diǎn)往后移
n = f;
continue;
}
// c=0，說明n就是要找的元素
// 如果value不為空且不等于找到元素的value，不需要刪除，退出外層循環(huán)
if (value != null && !value.equals(v))
break outer;
// 如果value為空，或者相等
// 原子標(biāo)記n的value值為空
if (!n.casValue(v, null))
// 如果刪除失敗，說明其它線程先一步修改了，從頭來過
break;
// P.S.到了這里n的值肯定是設(shè)置成null了
// 關(guān)鍵！?。?！
// 讓n的下一個節(jié)點(diǎn)指向一個market節(jié)點(diǎn)
// 這個market節(jié)點(diǎn)的key為null，value為marker自己，next為n的下個節(jié)點(diǎn)f
// 或者讓b的下一個節(jié)點(diǎn)指向下下個節(jié)點(diǎn)
// 注意：這里是或者||，因?yàn)閮蓚€CAS不能保證都成功，只能一個一個去嘗試
// 這里有兩層意思：
// 一是如果標(biāo)記market成功，再嘗試將b的下個節(jié)點(diǎn)指向下下個節(jié)點(diǎn)，如果第二步失敗了，進(jìn)入條件，如果成功了就不用進(jìn)入條件了
// 二是如果標(biāo)記market失敗了，直接進(jìn)入條件
if (!n.appendMarker(f) || !b.casNext(n, f))
// 通過findNode()重試刪除（里面有個helpDelete()方法）
findNode(key); // retry via findNode
else {
// 上面兩步操作都成功了，才會進(jìn)入這里，不太好理解，上面兩個條件都有非"!"操作
// 說明節(jié)點(diǎn)已經(jīng)刪除了，通過findPredecessor()方法刪除索引節(jié)點(diǎn)
// findPredecessor()里面有unlink()操作
findPredecessor(key, cmp); // clean index
// 如果最高層頭索引節(jié)點(diǎn)沒有右節(jié)點(diǎn)，則跳表的高度降級
if (head.right == null)
tryReduceLevel();
}
// 返回刪除的元素值
@SuppressWarnings("unchecked") V vv = (V)v;
return vv;
}
}
return null;
}
（1）尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都是在最底層的鏈表上）；
（2）從這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)開始往后遍歷，直到找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置；
（3）如果這個位置沒有元素，直接返回null，表示沒有要刪除的元素；
（4）如果這個位置有元素，先通過n.casValue(v, null)原子更新把其value設(shè)置為null；
（5）通過n.appendMarker(f)在當(dāng)前元素后面添加一個marker元素標(biāo)記當(dāng)前元素是要刪除的元素；
（6）通過b.casNext(n, f)嘗試刪除元素；
（7）如果上面兩步中的任意一步失敗了都通過findNode(key)中的n.helpDelete(b, f)再去不斷嘗試刪除；
（8）如果上面兩步都成功了，再通過findPredecessor(key, cmp)中的q.unlink(r)刪除索引節(jié)點(diǎn)；
（9）如果head的right指針指向了null，則跳表高度降級；
刪除元素舉例
假如初始跳表如下圖所示，我們要刪除9這個元素。
（1）找到9這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；
（2）把9這個節(jié)點(diǎn)的value值設(shè)置為null；
（3）在9后面添加一個marker節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記9已經(jīng)刪除了；
（4）讓8指向12；
（5）把索引節(jié)點(diǎn)與它前一個索引的right斷開聯(lián)系；
（6）跳表高度降級；
至于，為什么要有（2）（3）（4）這么多步驟呢，因?yàn)槎嗑€程下如果直接讓8指向12，可以其它線程先一步在9和12間插入了一個元素10呢，這時(shí)候就不對了。
所以這里搞了三步來保證多線程下操作的正確性。
如果第（2）步失敗了，則直接重試；
如果第（3）或（4）步失敗了，因?yàn)榈冢?）步是成功的，則通過helpDelete()不斷重試去刪除；
其實(shí)helpDelete()里面也是不斷地重試（3）和（4）；
只有這三步都正確完成了，才能說明這個元素徹底被刪除了。
查找元素
經(jīng)過上面的插入和刪除，查找元素就比較簡單了：
public V get(Object key) {
return doGet(key);
}
private V doGet(Object key) {
// key不為空
if (key == null)
throw new NullPointerException();
Comparator cmp = comparator;
// 自旋
outer: for (;;) {
// 尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
// 為了方便，這里叫b為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，n為下個節(jié)點(diǎn)，f為下下個節(jié)點(diǎn)
for (Node b = findPredecessor(key, cmp), n = b.next;;) {
Object v; int c;
// 如果鏈表到頭還沒找到元素，則跳出外層循環(huán)
if (n == null)
break outer;
// 下下個節(jié)點(diǎn)
Node f = n.next;
// 如果不一致讀，從頭來過
if (n != b.next) // inconsistent read
break;
// 如果n的值為空，說明節(jié)點(diǎn)已被其它線程標(biāo)記為刪除
if ((v = n.value) == null) { // n is deleted
// 協(xié)助刪除，再重試
n.helpDelete(b, f);
break;
}
// 如果b的值為空或者v等于n，說明b已被刪除
// 這時(shí)候n就是marker節(jié)點(diǎn)，那b就是被刪除的那個
if (b.value == null || v == n) // b is deleted
break;
// 如果c==0，說明找到了元素，就返回元素值
if ((c = cpr(cmp, key, n.key)) == 0) {
@SuppressWarnings("unchecked") V vv = (V)v;
return vv;
}
// 如果c<0，說明沒找到元素
if (c < 0)
break outer;
// 如果c>0，說明還沒找到，繼續(xù)尋找
// 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)往后移
b = n;
// 下一個節(jié)點(diǎn)往后移
n = f;
}
}
return null;
}
（1）尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都是在最底層的鏈表上）；
（2）從這個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)開始往后遍歷，直到找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置；
（3）如果這個位置沒有元素，直接返回null，表示沒有找到元素；
（4）如果這個位置有元素，返回元素的value值；
查找元素舉例
假如有如下圖所示這個跳表，我們要查找9這個元素，它走過的路徑是怎樣的呢？可能跟你相像的不一樣。。
（1）尋找目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前最近的一個索引對應(yīng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，這里就是5；
（2）從5開始往后遍歷，經(jīng)過8，到9；
（3）找到了返回；
整個路徑如下圖所示：
為啥不從9的索引直接過來呢？實(shí)際打斷點(diǎn)調(diào)試來看確實(shí)是按照上圖的路徑來走的。
我猜測可能是因?yàn)閒indPredecessor()這個方法是插入、刪除、查找元素多個方法共用的，在單鏈表中插入和刪除元素是需要記錄前一個元素的，而查找并不需要，這里為了兼容三者使得編碼相對簡單一點(diǎn)，所以就使用了同樣的邏輯，而沒有多帶帶對查找元素進(jìn)行優(yōu)化。
