今天想知道HashMap为什么在多线程下不安全，找了许多资料，终于理解了。
首先先了解一下HashMap:
HashMap实现的原理是：数组+链表
HashMap的size大于等于(容量*加载因子)的时候,会触发扩容的操作,这个是个代价不小的操作。
为什么要扩容呢?
HashMap默认的容量是16,随着元素不断添加到HashMap里,出现hash冲突的机率就更高,那每个桶对应的链表就会更长,
这样会影响查询的性能,因为每次都需要遍历链表,比较对象是否相等,一直到找到元素为止。
为了提升查询性能,只能扩容,减少hash冲突,让元素的key尽量均匀的分布。
在单线程中，HashMap是安全的，但是在高并发的环境下，会出现不安全，原因在于HashMap的扩容。
我们先看下HashMap扩容的代码：
oid 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);//可能导致环链
table = newTable;
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}
transfer方法就是进行HashMap的扩容的核心方法：
void transfer(Entry[] newTable) {
Entry[] src = table;
int newCapacity = newTable.length;
for (int j = 0; j < src.length; j++) {
Entry<K,V> e = src[j];
if (e != null) {
src[j] = null;
do {
Entry<K,V> next = e.next;
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
}
}
}
在并发情况下进行扩容，有一个线程执行到
Entry<K,V> next = e.next;
而另外一个线程已经执行完扩容，再等这个线程执行完就会出现环路，并且也会丢失一些节点。
我查看一下陈皓大神的文章，里面写的很详细：
https://coolshell.cn/articles/9606.html
正常的ReHash的过程
画了个图做了个演示。
- 我假设了我们的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
1）假设我们有两个线程。我用红色和浅蓝色标注了一下。
我们再回头看一下我们的 transfer代码中的这个细节：
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1
2
3
4
5
6
7
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do
{
Entry<K,V> next = e.next;
// <--假设线程一执行到这里就被调度挂起了
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。
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）一切安好。
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。
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。