HashMap的死循环(infinite loop)

文章来源:

https://blog.csdn.net/andy296925354/article/details/52622417

https://www.cnblogs.com/kxdblog/p/4323892.html

HashMap是一个线程不安全的key-value的存储集合，也意味着它在多线程的环境中也存在很大的风险。HashMap的存储结构简单表示为:

通常来讲，HashMap是由一个数组和一个链表组成，在初始化的时候，HashMap会初始化一个数组table[],在不指定容量的情况下默认为16，负载系数为0.75，HashMap在put的时候会通过key的hash值来计算这个数组的下标，然后就把<key,value>这个存储集合存储在该下标的数组中，在查找时的复杂度为O(1),然而在Hash算法中，很有可能存在不同的key算出相同的值，HashMap就会把相同的值用链表来表示，这个时候就要遍历链表了，查找复杂度为O(n).

正是由于链表的存在，在多线程的环境下，共享链表，这就会变得不安全了。

什么时候链表会变得不安全呢？HashMap的容量是动态的，随着容量的增加而增量，在每次put的时候都会检查当前的容量是否满足，假设上述图片的容量为4，如果当前的容量大于4*0.75(负载因子)，就会创建一个4*2的容量的新数组，将老的数组Copy到新的数组，然后所有的值就会重新hash，也就是rehash。

现在我们模拟两个线程下的rehash情况，我们有两个线程：Thread1，Thread2，我们先看看HashMap中的rehash方法transfer().

/**
 * 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;//假设线程1停留在这里就挂起了,线程2登场
            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;
        }
    }
}

此时运行完Thread1：

此时Entry e是e1，Entry next = e.next中的next是next1,红色是还没有完成，指针指向步骤还没有开始。
现在Thread2登场了，Thread2运行完结构如下：

发现与Thread1的情况刚好反过来了，此时Entry e是e2，Entry next = e.next中的next是next2，是的，Thread2已经完成了指针指向操作了

/**
 * 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;
            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;//假设Thread2已经走了这里
        }
    }
}

这个时候Thread1要登场了，从Entry next = e.next;开始继续运行下去,此时在Thread2的影响下Thread1运行的结构已经变了

此时由于Thread2的影响，(key:2 ,value:b)已经指向了(key:1,value:a),而红线是Thread1接下来的操作,完成指针指向操作，当Thread1完成时结构如下

这个时候你就会发现圆圈内形成了一个闭环，infinite loop就形成了.