小伙伴们大家好呀，今天看技术博文的时候看到一个很有意思的问题，就如标题所示------》在多线程的情况下关于HashMap的死循环问题，还记我在刚学JavaSE时候，看到过这个问题，当时的知识储备不够，没有深究，今天来详细说一说，希望能帮到你们，一起进步。
正文开始：
Java的HashMap是非线程安全的。多线程下应该用ConcurrentHashMap。
多线程下[HashMap]的问题（这里主要说死循环问题）：
1、多线程put操作后，get操作导致死循环。
2、多线程put非NULL元素后，get操作得到NULL值。
3、多线程put操作，导致元素丢失。
一.Jdk7的版本下为何出现死循环？
（在多线程下使用非线程安全的HashMap，单线程根本不会出现）
HashMap是采用链表解决Hash冲突，因为是链表结构，那么就很容易形成闭合的链路，这样在循环的时候只要有线程对这个HashMap进行get操作就会产生死循环。
在单线程情况下，只有一个线程对HashMap的数据结构进行操作，是不可能产生闭合的回路的。
那就只有在多线程并发的情况下才会出现这种情况，那就是在put操作的时候。
如果 size>initialCapacity*loadFactor， 那么这时候HashMap就会进行rehash操作，随之HashMap的结构就会发生翻天覆地的变化。很有可能就是在两个线程在这个时候同时触发了rehash操作，产生了闭合的回路。
2、如何产生的：
存储数据put（）：
public V put(K key, V value)
{
......
//算Hash值
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
//如果该key已被插入，则替换掉旧的value （链接操作）
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
//该key不存在，需要增加一个结点
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
当我们往HashMap中put元素的时候，先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。
如果这个元素所在的位置上已经存放有其他元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的元素放在链头，而先前加入的放在链尾。
检查容量是否超标addEntry：
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);
//查看当前的size是否超过了我们设定的阈值threshold，如果超过，需要resize
if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);
}
如果现在size已经超过了threshold，那么就要进行resize操作,新建一个更大尺寸的hash表，然后把数据从老的Hash表中迁移到新的Hash表中。
调整Hash表大小resize：
void resize(int newCapacity)
{
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
......
//创建一个新的Hash Table
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
//将Old Hash Table上的数据迁移到New Hash Table上
transfer(newTable);
table = newTable;
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}
当table[]数组容量较小，容易产生哈希碰撞，所以，Hash表的尺寸和容量非常的重要。
一般来说，Hash表这个容器当有数据要插入时，都会检查容量有没有超过设定的thredhold，如果超过，需要增大Hash表的尺寸，这个过程称为resize。
多个线程同时往HashMap添加新元素时，多次resize会有一定概率出现死循环，因为每次resize需要把旧的数据映射到新的哈希表，这一部分代码在HashMap#transfer() 方法，如下：
void transfer(Entry[] newTable)
{
Entry[] src = table;
int newCapacity = newTable.length;
//下面这段代码的意思是：
// 从OldTable里摘一个元素出来，然后放到NewTable中
for (int j = 0; j < src.length; j++) {
Entry<K,V> e = src[j];
if (e != null) {
src[j] = null;
//以下代码是造成死循环的罪魁祸首。
do {
Entry<K,V> next = e.next;//取出第一个元素
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
}
}
}
3、图解HashMap死循环：
正常的ReHash的过程（单线程）：
假设了我们的hash算法就是简单的用key mod 一下表的大小（也就是数组的长度）。
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以后都冲突在table[1]这里了。
接下来的三个步骤是Hash表 resize成4，然后所有的<key,value> 重新rehash的过程。
并发下的Rehash（多线程）
假设我们有两个线程。
do {
Entry<K,V> next = e.next; // <--假设线程一执行到这里就被调度挂起了，执行其他操作
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
而我们的线程二执行完成了。于是我们有下面的这个样子：
注意，因为Thread1的 e 指向了key(3)，而next指向了key(7)，其在线程二rehash后，指向了线程二重组后的链表。我们可以看到链表的顺序被反转后。在这里线程一变成了操作经过线程二操作后的HashMap。
2）线程一被调度回来执行。
先是执行 newTalbe[i] = e;
然后是e = next，导致了e指向了key(7)，
而下一次循环的next = e.next导致了next指向了key(3)。
3）一切ok。
线程一接着工作。把key(7)摘下来，放到newTable[i]的第一个，然后把e和next往下移。这个元素所在的位置上已经存放有其他元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，而先前加入的放在链尾。
4）环形链接出现。
e.next = newTable[i] 导致 key(3).next 指向了 key(7)。
注意：此时的key(7).next 已经指向了key(3)， 环形链表就这样出现了。
于是，当我们的线程一调用到，HashTable.get(11)时，悲剧就出现了——Infinite Loop。
JDK8后—>扩容解决死循环
JDK8 将 HashMap 的结构作了下修改，将原来的链表部分改为数据少时仍然链表，当超过一定数量后变换为红黑树，这里主要讨论在链表时跟之前有什么不同。
1，假如oldtab的大小为2，里面有7，3两个节点，因为2 > 2 * 0.75,现在要扩容到大小为4的newtable，然后把节点从oldtable移到newtable，假设这里有两个线程，每个线程里面都有e，next分别记录当前节点和下一个节点，现在两个线程一起扩容会发生一下情况
通过上面的分析，不难发现循环的产生是因为新链表的顺序跟旧的链表是完全相反的，所以只要保证建新链时还是按照原来的顺序的话就不会产生循环。
JDK8是用 head 和 tail 来保证链表的顺序和之前一样，这样就不会产生循环引用。
小结：
jdk1.8之前和之后不同之处就是jdk1.8后是直接把节点放到newtable[j]尾节点，而jdk1.8前是直接放到头节点。虽然解决了死循环，但hashMap在多线程使用下还是会有很多问题，在多线程下最好还是使用ConcurrentHashMap比较好。