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關(guān)于HashMap 并發(fā)時(shí)會(huì)引起死循環(huán)的問(wèn)題解析

更新時(shí)間：2021年05月26日 09:58:43 作者：bboyzqh

JDK1.8之前采用頭插，即在鏈表結(jié)構(gòu)上每次都把數(shù)據(jù)放在鏈表頭部。JDK1.8采用尾插方法，很多朋友在學(xué)習(xí)Java并發(fā)容器和框架時(shí)，看到為什么要使用ConcurrentHashMap時(shí)不知道究其原因，今天小編通過(guò)本文給大家介紹下HashMap 并發(fā)死循環(huán)問(wèn)題，一起看看吧

今天研讀Java并發(fā)容器和框架時(shí)，看到為什么要使用ConcurrentHashMap時(shí)，其中有一個(gè)原因是：線程不安全的HashMap, HashMap在并發(fā)執(zhí)行put操作時(shí)會(huì)引起死循環(huán)，是因?yàn)槎嗑€程會(huì)導(dǎo)致HashMap的Entry鏈表形成環(huán)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，查找時(shí)會(huì)陷入死循環(huán)。

糾起原因看了其他的博客，都比較抽象，所以這里以圖形的方式展示一下，希望支持！

1）當(dāng)往HashMap中添加元素時(shí)，會(huì)引起HashMap容器的擴(kuò)容，原理不再解釋?zhuān)苯痈皆创a，如下：

/** 
* 
* 往表中添加元素，如果插入元素之后，表長(zhǎng)度不夠，便會(huì)調(diào)用resize方法擴(kuò)容 
*/  
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {  
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];  
   table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);  
   if (size++ >= threshold)  
       resize(2 * table.length);  
}  

/** 
* resize()方法如下，重要的是transfer方法，把舊表中的元素添加到新表中
*/  
void resize(int newCapacity) {  
   Entry[] oldTable = table;  
   int oldCapacity = oldTable.length;  
   if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {  
       threshold = Integer.MAX_VALUE;  
       return;  
   }  

   Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];  
   transfer(newTable);  
   table = newTable;  
   threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);  
}

2）參考上面的代碼，便引入到了transfer方法，（引入重點(diǎn)）這就是HashMap并發(fā)時(shí)，會(huì)引起死循環(huán)的根本原因所在，下面結(jié)合transfer的源代碼，說(shuō)明一下產(chǎn)生死循環(huán)的原理，先列transfer代碼（這是里JDK7的源偌），如下：

/**
 * Transfers all entries from current table to newTable.
 */
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
    int newCapacity = newTable.length;
    for (Entry<K,V> e : table) {

        while(null != e) {
            Entry<K,V> next = e.next;            ---------------------(1)
            if (rehash) {
                e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
            }
            int i = indexFor(e.hash, newCapacity); 
            e.next = newTable[i];
            newTable[i] = e;
            e = next;
        } // while

    }
}

3）假設(shè)：

Map<Integer> map = new HashMap<Integer>(2);  // 只能放置兩個(gè)元素，其中的threshold為1（表中只填充一個(gè)元素時(shí)），即插入元素為1時(shí)就擴(kuò)容（由addEntry方法中得知）
//放置2個(gè)元素 3 和 7，若要再放置元素8（經(jīng)hash映射后不等于1）時(shí)，會(huì)引起擴(kuò)容

假設(shè)放置結(jié)果圖如下：

現(xiàn)在有兩個(gè)線程A和B，都要執(zhí)行put操作，即向表中添加元素，即線程A和線程B都會(huì)看到上面圖的狀態(tài)快照

執(zhí)行順序如下：

執(zhí)行一：線程A執(zhí)行到transfer函數(shù)中（1）處掛起（transfer函數(shù)代碼中有標(biāo)注）。此時(shí)在線程A的棧中

e = 3
next = 7

執(zhí)行二：線程B執(zhí)行 transfer函數(shù)中的while循環(huán)，即會(huì)把原來(lái)的table變成新一table（線程B自己的棧中），再寫(xiě)入到內(nèi)存中。如下圖（假設(shè)兩個(gè)元素在新的hash函數(shù)下也會(huì)映射到同一個(gè)位置）