为什么HashMap是不安全的?

先来看看HashMap.put方法的源代码

public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
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final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) 
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)    //如果该位置为null,说明没有哈希冲突,直接插入  --------------------(1)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }
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如果有两个线程A和B,都进行插入数据,刚好这两条不同的数据经过哈希计算后得到的哈希码是一样的,且该位置还没有其他的数据。所以这两个线程都会进入我在上面标记为1的代码中。假设一种情况,线程A通过if判断,该位置没有哈希冲突,进入了if语句,还没有进行数据插入,这时候CPU就把资源让给了线程B,线程A停在了if语句里面,线程B判断该位置没有哈希冲突(线程A的数据还没插入),也进入了if语句,线程B执行完后,轮到线程A执行,现在线程A直接在该位置插入而不用再判断。这时候,你会发现线程A把线程B插入的数据给覆盖了。发生了线程不安全情况。本来在HashMap中,发生哈希冲突是可以用链表法或者红黑树来解决的,但是在多线程中,可能就直接给覆盖了。

上面所说的是一个图来解释可能更加直观。如下面所示,两个线程在同一个位置添加数据,后面添加的数据就覆盖住了前面添加的。

 

 

发生在链表处插入数据发生线程不安全的情况也相似。

如两个线程都在遍历到最后一个节点,都要在最后添加一个数据,那么后面添加数据的线程就会把前面添加的数据给覆盖住。

 

我能想到的其他情况:在扩容的时候插入数据,有可能会把新插入的覆盖住;在扩容的时候删除数据,会删除不了。

下面是扩容方法resize()的部分代码

如果我在扩容时,在数据从旧数组复制到新数组过程中,这时候某个线程插入一条数据,这时候是插入到新数组中,但是在数据复制过程中,HashMap是没有检查新数组上的位置是否为空,所以新插入的数据会被后面从旧数组中复制过来的数据覆盖住。

如果在(2)刚执行后,某个线程就立刻想删除以前插入的某个元素,你会发现删除不了,因为table指向了新数组,而这时候新数组还没有数据。

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 1     Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];//----------------------(1)
 2         table = newTab;//                              ------------------------(2)
 3         if (oldTab != null) {
 4             for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
 5                 Node<K,V> e;
 6                 if ((e = oldTab[j]) != null) {
 7                     oldTab[j] = null;
 8                     if (e.next == null)
 9                         newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;  //---------------在新数组上插入数组都不会检查该位置是否为null
10                     else if (e instanceof TreeNode)
11                         ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
12                     else { // preserve order
13                         Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
14                         Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
15                         Node<K,V> next;
16                         do {
17                             next = e.next;
18                             if ((e.hash & oldCap) == 0) {
19                                 if (loTail == null)
20                                     loHead = e;
21                                 else
22                                     loTail.next = e;
23                                 loTail = e;
24                             }
25                             else {
26                                 if (hiTail == null)
27                                     hiHead = e;
28                                 else
29                                     hiTail.next = e;
30                                 hiTail = e;
31                             }
32                         } while ((e = next) != null);
33                         if (loTail != null) {
34                             loTail.next = null;
35                             newTab[j] = loHead;   //-------------------在新数组上插入数组都不会检查该位置是否为null
36                         }
37                         if (hiTail != null) {
38                             hiTail.next = null;
39                             newTab[j + oldCap] = hiHead;  //------------在新数组上插入数组都不会检查该位置是否为null
40                         }
41                     }
42                 }
43             }
44         }

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