談談HashMap執行緒不安全的體現

hashmap的原理以及如何實現，之前在jdk7與jdk8中hashmap的實現中已經說明了。

那麼，為什麼說hashmap是執行緒不安全的呢？它在多執行緒環境下，會發生什麼情況呢？

resize死迴圈

我們都知道hashmap初始容量大小為16,一般來說，當有資料要插入時，都會檢查容量有沒有超過設定的thredhold，如果超過，需要增大hash表的尺寸，但是這樣一來，整個hash表裡的元素都需要被重算一遍。這叫rehash，這個成本相當的大。

void resize(int newcapacity) 
entry newtable = new entry[newcapacity];
transfer(newtable, inithashseedasneeded(newcapacity));
table = newtable;
threshold = (int)math.min(newcapacity * loadfactor, maximum_capacity + 1);
}void transfer(entry newtable, boolean rehash) 
int i = indexfor(e.hash, newcapacity);
e.next = newtable[i];
newtable[i] = e;
e = next;}}
}

大概看下transfer：

對索引陣列中的元素遍歷

對鍊錶上的每乙個節點遍歷：用 next 取得要轉移那個元素的下乙個，將 e 轉移到新 hash 表的頭部，使用頭插法插入節點。

迴圈2，直到鍊錶節點全部轉移

迴圈1，直到所有索引陣列全部轉移

經過這幾步，我們會發現轉移的時候是逆序的。假如轉移前鍊錶順序是1->2->3，那麼轉移後就會變成3->2->1。這時候就有點頭緒了，死鎖問題不就是因為1->2的同時2->1造成的嗎？所以，hashmap 的死鎖問題就出在這個transfer()函式上。

1.1 單執行緒 rehash 詳細演示

單執行緒情況下，rehash 不會出現任何問題：

假設hash演算法就是最簡單的 key mod table.length（也就是陣列的長度）。

最上面的是old hash 表，其中的hash表的 size = 2, 所以 key = 3, 7, 5，在 mod 2以後碰撞發生在 table[1]

接下來的三個步驟是 hash表 resize 到4，並將所有的重新rehash到新 hash 表的過程

如圖所示：

1.2 多執行緒 rehash 詳細演示

為了思路更清晰，我們只將關鍵**展示出來

while(null != e)

entrynext = e.next;——因為是單鏈表，如果要轉移頭指標，一定要儲存下乙個結點，不然轉移後鍊錶就丟了

e.next = newtable[i];——e 要插入到鍊錶的頭部，所以要先用 e.next 指向新的 hash 表第乙個元素（為什麼不加到新鍊錶最後？因為複雜度是 o（n））

newtable[i] = e;——現在新 hash 表的頭指標仍然指向 e 沒轉移前的第乙個元素，所以需要將新 hash 表的頭指標指向 e

e = next——轉移 e 的下乙個結點

假設這裡有兩個執行緒同時執行了put()操作，並進入了transfer()環節

while(null != e)

然後執行緒1被喚醒了：

執行e.next = newtable[i]，於是 key(3)的 next 指向了執行緒1的新 hash 表，因為新 hash 表為空，所以e.next = null，

執行newtable[i] = e，所以執行緒1的新 hash 表第乙個元素指向了執行緒2新 hash 表的 key(3)。好了，e 處理完畢。

執行e = next，將 e 指向 next，所以新的 e 是 key(7)

然後該執行 key(3)的 next 節點 key(7)了:

現在的 e 節點是 key(7)，首先執行entrynext = e.next,那麼 next 就是 key(3)了

執行e.next = newtable[i]，於是key(7) 的 next 就成了 key(3)

執行newtable[i] = e，那麼執行緒1的新 hash 表第乙個元素變成了 key(7)

執行e = next，將 e 指向 next，所以新的 e 是 key(3)

這時候的狀態圖為：

然後又該執行 key(7)的 next 節點 key(3)了：

現在的 e 節點是 key(3)，首先執行entrynext = e.next,那麼 next 就是 null

執行e.next = newtable[i]，於是key(3) 的 next 就成了 key(7)

執行newtable[i] = e，那麼執行緒1的新 hash 表第乙個元素變成了 key(3)

執行e = next，將 e 指向 next，所以新的 e 是 key(7)

這時候的狀態如圖所示：

很明顯，環形鍊錶出現了！！當然，現在還沒有事情，因為下乙個節點是 null，所以transfer()就完成了，等put()的其餘過程搞定後，hashmap 的底層實現就是執行緒1的新 hash 表了。

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hashMap的執行緒不安全

HashMap 執行緒不安全的原因

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HashMap 執行緒不安全的原因

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